单元板基础知识

单元板基础知识讲座一。

问题的提出目前我司推向市场的点阵模块和单元板出现很多客诉，给公司的市场声誉和应收账款的回收带来极大影响。

鉴于产品的应用没有统一的标准，及客户端的专业性参差不齐，导致使用条件随心所欲，甚至呈失控状态。

总结这些问题的产生与演变过程，以及后续可能带来的不良后果和发展趋势，我们必须采取相应对策，一方面让客户尽可能掌握产品合理的使用方法和条件，确保我们的品质在其可以承受的使用条件下，稳定地工作，给客户一个满意的品质保障。

另一方面，体现一个负责任的公司专业水准，以及对客户承诺和应尽的责任／义务，同时也减少我们的客诉和经济损失。

任何产品都受到使用条件的限制，不恰当的使用带来的后果是可怕的，短期内可能体现不出来，后续的麻烦会持续不断。

尤其是责任的界定难以达成共识，纠纷在所难免。

从常理上说，使用不当，责任理应由客户承担，但供方没有履行告知义务，也难辞其咎，特别是行业标准不规范不健全的当下。

一旦客户了解到这些应用知识，相信他们会全力配合，谁都不愿看到出现品质异常，谁都不愿意牺牲品质而换取高亮度，谁都不愿意面对纠缠不清的品质客诉，这一点供需双方的目标是完全一致的。

二。

出现客诉的原因分析及解决的办法（一）。

单元板主要不良及原因１。

屏花，一致性差，这个不良是可以让步接受的。

单元板设计问题：布线合理性差（压降大）／功率元件人为减少（为降低成本），以致小马拉大车，处于非线性过负荷工作状态，导致电流或电压输出稳定性差，比如减少一组（８个）４９５３是目前通常的做法，不管是恒流板，还是恒压板，都会产生屏花现象，仅仅是为了一个单元板成本降低２－３元。

对于１３８８（或更小点间距产品），采用目前双面板设计，是无法改变花屏的，原因是线路太密，线径太细，导致线阻过大，线路压降大，也就是说，每行（列）ＬＥＤ的电流误差大，亮度不均衡。

解决的办法是改用双层板设计，但成本上升约５元／板。

现在还没有厂家选用此方案。

模块质量问题，主要是芯片一致性问题：这是模块厂家芯片控制问题，目前芯片尺寸越来越小，参数越来越离散，又要追求高亮度，势必使芯片始终处于超负荷工作状态，因此，屏花是难以避免的。

这是市场恶性竞争的必然结果。

产品价格在不断下降，品质标准理应作出调整．。

ＩＣ型号问题：各种ＩＣ的品牌品质差异很大，同一品牌不同批次都有差异，因此，在单元板上选择哪家ＩＣ，哪批次ＩＣ都影响到一致性。

外接电源问题：客户端外接电源的容量（带载数量），输出电压调整的一致性，电源输出精度（品牌）等因素都很重要。

这对恒流单元板影响不大，对恒压单元板的影响就非常之大。

２。

死点，暗点。

这个不良是致命的，不可接受的。

单元板设计问题：电流是否可调／可控是关键。

恒流单元板由于都有可调限流电阻，因此其电流是可以控制的，除非电阻选取不当，一般不会出现此不良。

电阻选择不当的情况也很多，都产生此类不良。

恒压单元板则不同，由于没有可调电阻（以往的单元板设计有电阻，为降成本，现在都取消了），使得输入电压几乎都加在ＬＥＤ上了，一个５伏的电压，加在ＶＦ＝1.8-2.2v的芯片上，尽管是扫描方式，其危害也是极大的．这种情形对ＰＧ／Ｂ（ＶＦ＝３Ｖ以上）芯片尚可接受，对Ｒ／ＹＧ（ＶＦ＝1.8-2.2v）芯片则损害极大．这个问题的解决，一是改变设计，增加限流电阻（成本上升２元／单元板）；二是选用具有限流功能的５９５ＩＣ，此产品刚面世，单元板设计厂家也在尝试；三是严格控制客户端外接电源电压，在目前单元板设计不变情况下，建议电压控制在４.5－４.6伏.。

模块质量问题：发生大面积暗亮和死灯，如果是模块原因，一般是芯片品质异常（如去年的上海蓝光芯片）或封装工艺异常（ＰＣＢ及银胶，静电控制等）．同时强调一点，上述的模块不良，如果使用条件控制的好，可能就不会发生．比如，同样是上海蓝光芯片在三思就没有此类不良，其它家就多有投诉．也就是说，同一批有不良隐患的模块，是否能表现出不良，也取决于客户使用条件．相反地，好的／没有品质隐患的模块，如果使用条件苛刻，则此类不良照样出现．。

ＩＣ型号问题：对于恒流单元板，不同ＩＣ的输出电流（如ＭＢＩ５０２０／５０２４／５０２６）大小差异很大，如限制不当，则电流过高，会出现此类不良．恒压单元板一般不会因ＩＣ型号不同产生死点和暗点．。

外接电源问题：对于恒压单元板（其实电压并非恒定，是与外接电压相同，并随外接电压波动而波动的），正如前面所述，外接电压的不受控制，危害极大，恒压单元板出现的死灯和暗点大多由此引发。

由于没有可调电阻（以往的单元板设计有电阻，为降成本，现在都取消了），使得输入电压几乎都加在ＬＥＤ上了，一个５伏的电压，加在ＶＦ＝1.8-2.2v的芯片上，尽管是扫描方式，其危害也是极大的．这种情形对ＰＧ／Ｂ（ＶＦ＝３Ｖ以上）芯片尚可接受，对Ｒ／ＹＧ（ＶＦ＝1.8-2.2v）芯片则损害极大．这个问题的解决，一是改变设计，增加限流电阻（成本上升２元／单元板）；二是选用具有限流功能的５９５ＩＣ，此产品刚面世，单元板设计厂家也再尝试；三是严格控制客户端外接电源电压，在目前单元板设计不变情况下，建议电压控制在４.5－４.6伏.（二）．我们的对策１．解决花屏的对策对于１３８８的花屏，如上所述，由于单元板设计造成的屏花，目前是没有解决的办法，除非提高成本，改双层板。

其它机种解决屏花的方案如下：Ａ。

单元板设计上，布线要合理，用足１６个４９５３ＩＣ。

恒流单元板的限流电阻合理选择，让单色较花的颜色尽可能亮度低些，混色效果就好。

对于因线路板设计不合理导致的屏花，一般单色效果都好，只是混色差，如果将亮度降下来，就会有改善。

Ｂ。

模块档次集中。

Ｃ。

ＩＣ尽可能选用高品质，同批次的。

（ＩＣ４９５３／５９５／５０２４）Ｄ。

外接电源要有足够功率，输出电压要相同，精度高。

２．解决死点，暗点的对策．恒压单元板一是改变设计，增加限流电阻（成本上升２元／单元板）；二是选用具有限流功能的５９５ＩＣ，此产品刚面世，单元板设计厂家也在尝试；三是严格控制客户端外接电源电压，在目前单元板设计不变情况下，建议电压控制在４.5－４.6伏.四是尽量不要长时间全亮老化．．恒流单元板恒流单元板由于都有可调限流电阻，恰当的电阻选择是关键，使得ＬＥＤ驱动电流限制在合理范围内。

三．单元板的驱动方式及原理１．恒压驱动所谓恒压驱动，仅仅是针对恒流驱动而言，实际上电压并非恒定，准确地说是电压驱动，加在ＬＥＤ上的电压是随外接电压变化而变化的．一般驱动电压是５Ｖ，而外接电源在+/_10%内的波动也是常见的．或是电源本身精度原因，或是负荷不均衡原因，也有人为设置原因．所以，恒压驱动适于低端应用，成本较低，稳定性较差．给出几组数据，看一下１／１６扫恒压单元板的外接电压变化对ＬＥＤ电流（亮度）的影响．从目前常规点阵的芯片尺寸小到７ＭＩＬ情况看，能承受的电流应严格控制在：R:1/16扫，小于３０ma最安全，最大不能超过３３ma.YG:1/16扫，小于22ma最安全，最大不能超过25ma．恒压驱动的常用ＩＣ：ＩＣ４９５３，用于行驱动，即驱动显示屏或模块的行点亮．恒压与恒流驱动时，都要用到ＩＣ４９５３．正常情况下，每片４９５３控制两行，因此一个单元板需要１６个４９５３，而个别单元板厂家为节约成本，用每片４９５３控制４行（两行两行并联，并联超负荷工作），每个单元板仅需８个４９５３，并联这样可能导致屏花．．ＩＣ５９５，用于列驱动，即驱动显示屏或模块的列点亮．只用于恒压驱动，未来可能有限流功能的产品问世．目前市场上品质较稳定ＩＣ５９５是飞利浦７４ＨＣ５９５和台湾聚积的ＭＢＩ５９５．国产品牌也很多，价格低些，性能差些．２．恒流驱动所谓恒流驱动，是指通过恒流ＩＣ保证给ＬＥＤ一个恒定电流，使ＬＥＤ的亮度稳定．恒流驱动适于高端应用，成本较高．特点是稳定性高，使用寿命长．不管是恒流还是恒压驱动，一般红色电流都较高，这是不正常的，会损害红色芯片的寿命的．因此，在应用时，要尽可能控制其电流在合理范围内．红色电流大的原因是：．红色ＶＦ较低，电流就大（恒压时）．．红色芯片亮度较低／或芯片尺寸小，不得已通过调节电压或电流，使其亮度人为提高，以达到混色效果（恒流时）．恒流驱动的常用ＩＣ：ＩＣ４９５３同上面的恒压驱动中的作用，在恒流驱动中也起相同作用．ＩＣ５０２６，用于恒流驱动的列点亮．目前市场上广泛应用的恒流芯片有：聚积ＭＢＩ５０２６／５０２４／５０２０（输出电流依次降低，分别适用于户外及户内），东芝ＴＢ６２７２６，台湾点晶ＤＭ１３Ａ／１３Ｃ等．３．扫描原理扫描过程是ＬＥＤ高速亮灭过程，由于人的视觉暂留效果，看不到灭和闪的状况．扫描频率一般为１００ＨＺ（１００次／秒），是由ＩＣ时钟控制的．不管是恒流，还是恒压驱动，一般分为静态，１／２扫描，１／４扫描，１／８扫描，１／１６扫描．Ａ．静态：亮度高，适用于户外，其控制原理是电源的电压或电流单独给一个ＬＥＤ供电．（图示）Ｂ．１／２扫描：亮度低于静态（低一倍），适于户外或半户外．其控制方式相当于本来给单个ＬＥＤ供电的电压或电流，同时给了两个ＬＥＤ．而且是不断地在两个LED间扫描．频率是１００ＨＺ．频率高于６０ＨＺ的，视觉就感觉不到闪或灭．（图示，占空比的定义）Ｃ．１／４扫描：在其它条件相同情况下，１／４扫的显示屏亮度只有１／２扫的一半．其控制方式就是在４个ＬＥＤ间高速扫描．（图示）Ｄ．１／８扫描：原理同上．（图示）Ｅ．１／１６扫描：原理同上．（图示），也就是说，在一个扫描周期中，同一ＬＥＤ有１／１６时间亮，其它１５／１６时间是灭的．扫描方式每变化一倍，其电流或电压（亮度）也变化一倍．除非改变相应限流电阻或外接电压．以恒流１／８扫和１／１６扫为例，在其它条件不变情况下，１／８扫的电流（亮度）比１／１６扫的电流和亮度高一倍．但实际应用中，往往将限流电阻做出调整，使上述亮度小于一倍．（１／８扫电阻加大，亮度降些，１／１６扫电阻减小，亮度提高些，１／１６扫峰值电流高，平均电流小，亮度低）．４．合理的电流选择及限流电阻确定因为单元板的驱动，基本都是高频率扫描方式，因此，用万用表的响应速度是滞后的，是测不出准确电流的．所测电流只能作为参考值或相对值．万用表所测得的电流是平均电流，不是有效值（交流电才称为有效值），也不是最大值．但从理论上讲，这个值是ＩＣ静态输出的电流值，也就是扫描输出的最大值．这个数值是由限流电阻决定的，限流电阻一旦确定，该值就固定了，不管是１／８扫，还是１／１６扫，这个数值是不变的．用万用表测量某列电流时，１／８扫和１／１６扫的输出电流也是相同的，但并不是说单个ＬＥＤ和显示屏的亮度，１／８扫和１／１６扫是一样的，而应相差一倍．准确的电流值应该由示波器测得．合理的电流选择及限流电阻确定，应依据如下经验：Ａ．恒压驱动限制外接电压４．５－４．6Ｖ,或R:1/16扫，小于３０ma最安全，最大不能超过３３ma.YG:1/16扫，小于22ma最安全，最大不能超过25ma．１／８扫应适当降低上述电流值，或选用大尺寸芯片．Ｂ．恒流驱动对外接电压无严格限制．对限流电阻要在兼顾混色效果的同时，重点考虑电流值的最大范围．以高亮１Ｒ１ＰＧ产品为例：Ａ．１／８扫时红色限流电阻Ｒ＝５６０欧－６８０欧为宜，对应的电流值＝32-27ma绿色限流电阻Ｒ＝９１０欧－１０００欧为宜，对应的电流值＝20-18ma当然，根据芯片尺寸的大小，上述数值可以微调．Ｂ．１／１６扫时红色限流电阻Ｒ＝４７０欧－５６０欧为宜，对应的电流值＝3９-３３ma绿色限流电阻Ｒ＝６８０欧－７５０欧为宜，对应的电流值＝2６-２５ma当然，根据芯片尺寸的大小，上述数值可以微调．总之，１／１６扫较１／８扫的电流可以提高些，电阻可以减低些，因为扫描方式的差异，占空比差一倍，单个ＬＥＤ的平均电流小一倍．可以通过这样的调整，其负荷是可以承受的．1、LED与LED显示屏LED 的发光颜色和发光效率与制作LED 的材料和工艺有关，目前广泛使用的有红、绿、蓝(R、G、B)三种。