在今年的兩會(huì)上，節(jié)能環(huán)保成兩會(huì)聚焦熱點(diǎn)，LED顯示屏自身使用的發(fā)光材料是節(jié)能的，但考慮到應(yīng)用在顯示面積較大的場(chǎng)合，雖然較傳統(tǒng)顯示大屏在耗電量方面有一定優(yōu)勢(shì)，但長(zhǎng)時(shí)間使用的話，總體耗電量仍然較大。因此節(jié)能LED顯示屏越來(lái)越受人們重視，那么你是否了解節(jié)能LED顯示屏的節(jié)能原理呢?下面我們一起來(lái)了解一下。
首先，從供電電源來(lái)看，如圖3是一個(gè)傳統(tǒng)的開關(guān)電源原理圖，如果要將5V降為4V，整流肖特基正向壓降所占輸出電壓比重必然增加，開關(guān)電源輸出電壓越低，因整流肖特基正向電壓比重越高(其比重X=V壓降/V輸出，輸出從5V降為4V，加入其壓降為0.5V，則其比重將從0.1上升為0.125，提高25%)，電源輸出效率就越低，這對(duì)于LED屏幕整體節(jié)能效果并不明顯，所以采用這一電源設(shè)計(jì)原理顯然是是無(wú)法實(shí)現(xiàn)電源工作效率的提升。同時(shí)，5V是標(biāo)稱值電壓，在市場(chǎng)運(yùn)用上已經(jīng)相當(dāng)成熟，啟用新的開關(guān)電源電源電壓，降低效率的同時(shí)只會(huì)增加成本，品質(zhì)也難保障，實(shí)現(xiàn)有困難。
電源的設(shè)計(jì)是一個(gè)比較成熟的領(lǐng)域，可以采用另外一種設(shè)計(jì)思路實(shí)現(xiàn)度顯示屏的供電，例如同步整流技術(shù)。基本原理如圖4，Q10為功率MOSFET，在次級(jí)電壓的正半周，Q10導(dǎo)通，Q10起整流作用;在次級(jí)電壓的負(fù)半周，Q10關(guān)斷，同步整流電路的功率損耗主要包括Q10的導(dǎo)通損耗及柵極驅(qū)動(dòng)損耗。當(dāng)開關(guān)頻率低于60KHz時(shí)，導(dǎo)通損耗占主導(dǎo)地位;開關(guān)頻率高于60KHz時(shí)，以柵極驅(qū)動(dòng)損耗為主。在驅(qū)動(dòng)較大功率的同步整流器時(shí)，要求柵極峰值驅(qū)動(dòng)電流IG(PK)≥1A時(shí)，還可采用CMOS高速功率MOSFET驅(qū)動(dòng)器。同步整流替代肖特基整流后，可以有效減小在輸出功率中消耗的比例。采用同步整流技術(shù)是必須的。
在選擇AC/DC開關(guān)電源時(shí)，可以選用半橋或全橋新技術(shù)，這樣可以使開關(guān)電源效率提升到90%以上。當(dāng)然這些技術(shù)應(yīng)用，給led顯示屏供電是可以將電壓降至*狀態(tài)，同時(shí)電源的效率也能達(dá)到率水平，因此采用新的電源技術(shù)給led顯示屏供電是可以達(dá)到顯著節(jié)能的效果。電源成本也肯定會(huì)有一些增加。
其次，我們可以仔細(xì)的研究一下led屏幕驅(qū)動(dòng)IC，如圖5所示輸出端為一個(gè)MOS開關(guān)管(如圖6)，控制輸出端口的關(guān)或者開，輸出端口壓降即VDS=0.65V左右，這是工藝和材料所決定，要把VDS降為0.2V甚至0.1V，本身所需的面積必然增大。在MOS管的結(jié)構(gòu)中可以看到，在GS，GD之間存在寄生電容，而MOS管的驅(qū)動(dòng)，實(shí)際上就是對(duì)電容的充放電。這個(gè)充放電的過(guò)程是需要段時(shí)間的，面積如果增加，在MOS管上的寄生電容也會(huì)隨之增大，如此，導(dǎo)致的后果就是整個(gè)IC的端口響應(yīng)速度下降，這對(duì)于一個(gè)LED屏幕驅(qū)動(dòng)IC將是致命的弱點(diǎn)，因此，想從IC上入手，把轉(zhuǎn)折電壓降低，同時(shí)使驅(qū)動(dòng)IC有足夠的響應(yīng)速度，起決定作用的是工藝，這是是難以實(shí)現(xiàn)的。有人認(rèn)為可以采用其他的設(shè)計(jì)原理，但是如果是恒流IC，內(nèi)部電路是可能不一樣，但是通道端口的開關(guān)管是必須存在的，所以即使采用其他的設(shè)計(jì)原理，要想達(dá)到電壓下降的目的也是難以實(shí)現(xiàn)的。
綜上所述，led節(jié)能顯示屏的實(shí)現(xiàn)主要是從供電電源上著手，在現(xiàn)有的LED顯示屏上直接采用半橋或全橋率開關(guān)電源，再加上同步整流節(jié)能*。給驅(qū)動(dòng)IC恒流的狀態(tài)下盡量的減小電源電壓，通過(guò)紅綠藍(lán)各管芯分開供電來(lái)達(dá)到更好的節(jié)能效果。當(dāng)然這種非標(biāo)準(zhǔn)電壓電源和新技術(shù)的應(yīng)用成本必然有所上升。從屏幕驅(qū)動(dòng)IC上看，節(jié)能并不明顯，減小驅(qū)動(dòng)恒流壓差還會(huì)帶來(lái)包括成本在內(nèi)的新的問(wèn)題。部分IC企業(yè)宣傳驅(qū)動(dòng)節(jié)能設(shè)計(jì)，無(wú)非是出于銷售策略而已。文/深圳LED基地
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