LED驱动技术

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LED共阳共阴驱动技术对比

LED共阳共阴驱动技术对比
不加偏置电阻可以吗?
主流驱动技术及对比--共阴驱动
单像素 电流路径:电源正—列驱动—LED—行驱动—信号地
单像素的红与绿蓝LED使用不同的供电电源。
例如,绿蓝色LED供电电压为4V,红色LED供电电压 为3V,绿蓝色LED的正向压降大约是3.0V,红色LED 的正向压降大约是1.8V,恒流驱动IC输出端额定耐受 电压(VDS)按0.7V计算,所以红绿蓝LED驱动链路都 不需要加偏置电阻(分压电阻)来分担压降。
常用共阳LED封装厂家有国星、晶台、科锐、信达、木林森、东山精密、瑞丰、英 特莱、美卡乐、日亚、欧司朗、亿光、宏齐等。
共阴封装LED厂家有亿光、宏齐、国星、晶台、天水华天、聚飞、晶泰星、东山精 密、三星等。
常用驱动IC厂家有聚积、集创、明阳、明微、日月成、士兰微、得倍、硅芯、德州 仪器、东芝等。国内厂家(含台产)均部署共阳和共阴驱动IC产品线。
例如,供电电压为4V,红色LED的正向压降大约是 1.8V,而绿蓝LED的正向压降大约是3.0V,恒流驱动 IC有输出端额定耐受电压(VDS)设计,恒流压降按 0.7V计算,所以红色LED驱动链路必须增加偏置电阻 (分压电阻)来分担驱动IC的压降,而绿蓝LED恒流 驱动电路不需要。
增加偏置电阻(分压电阻)来分担压降,这部分电能 就以热量的形式散失,所以采用共阳驱动电路设计发 热较高*,一般需要考虑主动散热。PCB布线难度也 同步增加。
所以采用共阴驱动电路设计功率/发热较低。
PCB布线难度降低。
主流驱动技术及对比--功耗计算
理论上,LED驱动电流相同时,不同驱动方式的显示屏亮度一致(控制系统算法产生的差异忽略),发光功耗、发热功耗、总功耗计算如下。 共阳驱动,R/G/B LED驱动电路均采用3.9V供电,R/G/B驱动电流分别为8mA/6mA/4mA,R压降按1.8V计算,G/B压降按3V计算: 每列驱动用于发光的功耗:1.8*8+3*(6+4)=44.4mW(约59.5%) 每列驱动非发光(发热)的功耗:2.1*8+0.9*(6+4)=25.8mW(34.6%) 驱动外发热功耗:一组16通道驱动恒流IC工作电流约为6mA,则分到每列功耗约为:3.9*(3*6/16)=4.4mW(5.9%) 总功耗:44.4+25.8+4.4=74.6mW;发光功耗:44.4mW占比约59.5%;发热功耗:25.8+4.4=30.2mW,占比约40.5%

大功率led驱动电源技术点

大功率led驱动电源技术点

大功率led驱动电源技术点1. 引言说到大功率LED驱动电源,大家可能会想:“这跟我有什么关系?”其实,这可是影响我们生活的一个重要小东西!想象一下,你家里那盏明亮的灯,不就是靠它来工作的嘛。

今天我们就来聊聊这些驱动电源的小秘密,让大家在灯光下都能如沐春风。

2. 驱动电源的基本概念2.1 什么是LED驱动电源?首先,咱们得搞清楚什么是LED驱动电源。

简单来说,就是给LED灯供电的设备。

LED灯可不是像咱们以前的白炽灯那样,随便接个电就能亮。

它们需要稳定的电压和电流,驱动电源就是为了满足这个需求的。

不然,电流一不小心超标,LED就“嗞”一下,没了,真是可惜。

2.2 为什么要用大功率?那么,大功率又是个啥意思呢?简单说,就是能够提供更多电流和电压的驱动电源。

比如在一些大型的场合,比如舞台、广告牌,或者高楼大厦的外墙,咱们需要更强的光线,才能让观众眼前一亮。

这时候,大功率LED驱动电源就派上用场了,保证灯光亮度和效果的同时,延长使用寿命,真是一举两得。

3. 大功率LED驱动电源的技术要点3.1 稳定性首先,稳定性是重中之重。

就好比一个人,心态要稳,才能应对各种挑战。

LED驱动电源也一样,电流和电压的稳定性,直接关系到LED的寿命和表现。

想象一下,如果电流不稳,灯亮一会儿,黑一会儿,简直让人抓狂。

因此,优秀的驱动电源会有各种保护措施,比如过压保护、短路保护,确保灯光长亮如新。

3.2 效率接下来,就是效率问题。

大家都知道,能源是有限的,咱们可不能浪费。

高效的LED驱动电源可以最大限度地把电能转化为光能,避免浪费。

一般来说,驱动电源的效率得在90%以上,才能算是不错的水平。

这样一来,使用寿命长不说,电费也能省不少,简直是“钱”途无量!3.3 散热设计再说说散热设计。

大功率的LED灯在工作的时候,热量可是个大麻烦。

热量一多,LED就容易“中暑”,亮度下降,寿命也短。

这时候,散热设计就显得尤为重要。

比如采用铝合金散热器,或者风扇散热,能够有效降低温度,让LED在最佳状态下工作,真是聪明又实用。

led驱动原理

led驱动原理

led驱动原理
LED驱动原理是指将电流或电压源应用于LED器件,从而使其发光。

由于LED是一种非线性元件,因此在其前端必须添加合适的电路来实现电流的稳定控制。

LED驱动电路通常包括三个主要部分:电源、恒流源和保护电路。

1. 电源:LED驱动电路的电源部分可以是直流电源或交流电源。

直流电源通常用于照明应用,而交流电源则用于屏幕显示等应用。

电源必须能够提供足够的电压和电流来满足LED器件的工作要求。

2. 恒流源:为了保持LED的亮度稳定,恒流源被用来提供恒定的电流给LED器件。

恒流源通常由电阻、电流源或特定的驱动芯片来实现。

其中,驱动芯片是一种专门设计用于LED 驱动的集成电路,可以提供稳定的电流,并具有保护功能。

3. 保护电路:由于LED器件对过电流和过温都很敏感,所以保护电路在LED驱动电路中起着重要的作用。

保护电路一般包括过电流保护和过温保护,通过监测电流和温度来确保LED器件的安全工作。

在LED驱动电路中,恒流驱动器是一种常用的驱动方式。

恒流驱动器通过控制电流大小来控制LED器件的亮度。

恒流驱动器可以通过调整电压斜率的方式来保持恒定的电流输出,从而实现LED亮度的稳定控制。

总之,LED驱动的原理是通过合适的电路设计和实现来提供
恒定的电流和适当的电压给LED器件,以实现LED的正常工作和亮度控制。

同时,保护电路也起到关键的作用,确保LED器件的安全运行。

led驱动原理

led驱动原理

led驱动原理LED驱动原理。

LED(Light Emitting Diode)是一种能够发光的半导体器件,它具有功耗小、寿命长、体积小等优点,因此在照明、显示、通信等领域得到了广泛的应用。

而LED的驱动原理则是LED工作的基础,下面我们将详细介绍LED的驱动原理。

首先,LED的工作原理是利用半导体材料的电子能级结构。

当LED两端加上正向电压时,电子从N区向P区注入,与空穴复合,释放出能量,从而产生光子,即发光。

因此,LED的驱动电路需要提供合适的电压和电流,以确保LED正常工作。

其次,LED的驱动电路一般包括恒流驱动和恒压驱动两种方式。

恒流驱动是通过控制电流大小来驱动LED,保证LED工作在恒定的电流下,从而保证LED的亮度稳定。

而恒压驱动则是通过控制电压大小来驱动LED,保证LED两端的电压稳定,从而保证LED的工作电压不会超过其额定值,延长LED的使用寿命。

另外,LED的驱动电路还需要考虑到电路的稳定性和效率。

稳定性是指LED在不同工作环境下能够保持稳定的亮度和颜色,而效率则是指LED的光电转换效率,即LED发出的光功率与输入电功率的比值。

因此,LED的驱动电路需要具备良好的稳定性和高效率,以满足LED在不同应用场景下的需求。

此外,LED的驱动电路还需要考虑到保护功能。

由于LED是一种比较脆弱的器件,对于过电流、过压、过温等情况需要进行保护,以避免LED受损。

因此,LED的驱动电路一般会加入过流保护、过压保护、过温保护等功能模块,以确保LED在各种情况下都能够安全可靠地工作。

最后,LED的驱动电路还需要考虑到调光和调色的功能。

调光是指通过控制LED的亮度来实现不同光照需求,而调色则是指通过控制LED的颜色来实现不同的光照效果。

因此,LED的驱动电路需要具备调光和调色的功能,以满足不同应用场景下对于光照的需求。

综上所述,LED的驱动原理涉及到LED的工作原理、驱动方式、稳定性和效率、保护功能以及调光调色功能等多个方面。

线性恒流的LED驱动原理

线性恒流的LED驱动原理

线性恒流的LED驱动原理LED(Light Emitting Diode)作为一种目前被广泛应用于照明领域的照明源,其驱动原理对于实现高效和可靠的LED照明至关重要。

其中,线性恒流的LED驱动方案被认为是一种有效的方式。

本文将介绍线性恒流的LED驱动原理及其实现方式。

一、什么是线性恒流驱动线性恒流驱动是一种基于电流控制的LED驱动方式,它通过稳定的电流输出来保持LED的亮度恒定。

与常见的恒压驱动方式不同,线性恒流驱动不仅可提供稳定的亮度输出,还可以延长LED的使用寿命。

二、线性恒流驱动的原理在线性恒流驱动方案中,主要包括两个核心组成部分:恒流源和电流反馈控制电路。

接下来将分别介绍这两部分的工作原理。

1. 恒流源恒流源是线性恒流驱动的基础,它可以在一定范围内提供相对稳定的电流输出。

一种常见的恒流源电路是基于电压比较器和电流源的设计。

其工作原理如下:- 首先,将LED串联到恒流源电路中。

恒流源通过调节电压比较器的输入电压来控制电路中的电流输出。

- 其次,将恒流源的输出与LED串联,形成一个电流回路。

恒流源的输出电流会通过LED,从而实现对LED的驱动。

- 最后,电流反馈控制电路通过监测LED回路中的电流大小,并将其反馈给恒流源,以便调整恒流源的输出电流。

2. 电流反馈控制电路电流反馈控制电路用于监测LED回路中的电流,并将其反馈给恒流源,从而实现对电流的调节。

其工作原理如下:- 首先,电流反馈控制电路通过在LED回路中引入一个电阻,将电流转化为电压信号。

电阻一端与LED回路相连,另一端与反馈电路相连。

- 其次,反馈电路将电阻两端的电压信号转化为电流信号,并将其反馈给恒流源。

- 最后,恒流源接收到电流信号后,通过调节其输出电压,来保持LED回路中的电流恒定。

三、线性恒流驱动的实现方式线性恒流驱动可以通过不同的电路设计和元器件选择来实现。

下面将介绍两种常见的实现方式。

1. 基于运放的线性恒流驱动基于运放(Operational Amplifier,OP-AMP)的线性恒流驱动是一种简单且常见的实现方式。

led驱动方案

led驱动方案

led驱动方案在现代社会中,LED灯具的市场需求越来越大,这也催生了许多厂商的加入。

然而,研发一个高质量且经济实惠的LED驱动方案可不是一件容易的事情。

本文将介绍几种LED驱动方案以及它们各自的优缺点,希望能够给大家提供一些参考。

一、常见的1.1 恒压驱动恒压驱动是一种非常简单的模式,它解决了LED灯泡的电压问题,并使它们在过程中的增光保持恒定。

当然,这种方案也有一些限制,LED所需的功率或者电流必须非常低。

1.2 恒流驱动恒流驱动是在LED灯普及后出现的一种驱动方式。

它可以提供足够的电流,使LED灯发光,同时,也可以在大功率应用中为LED灯提供保护。

这种方案的优点是变化仅限于输入、输出和驱动电压之间的匹配度。

1.3 功率因数修正功率因数是测量电力线路效率的一项标准。

不理想的功率因数会使电线损失能量并浪费电能。

在这种情况下,功率因数修正技术成为了解决方法,同时也有效地减少了电能的浪费。

一、LED驱动方案的优缺点2.1 恒压驱动优点:能够提供代表灯泡最高限制电压的电压;温暖的光具有一定的质量以及盈亮效果。

缺点:不足以控制LED的输出亮度;当使用高电压时,LED可能会短路或者过热。

2.2 恒流驱动优点:使LED灯具消耗的电流保持不变;使光变得更加柔和,不会使眼睛受到刺激;有更长的使用寿命。

缺点:需要预留适当的保护裕度;更高的成本。

2.3 功率因数修正优点:提高了电能的使用效率;减少了电路损耗;使用更智能、更节能的电源。

缺点:价格较高。

三、LED驱动方案如何选择LED灯驱动方案可以根据具体情况选择。

如果预算允许,而且希望LED灯具具有更高的性能,并且使用寿命更长,那么恒流驱动或功率因数修正方案就是不错的选择。

然而,如果需要使用的LED灯泡只需要输出低功率,则恒压驱动方案可能更加合适。

最终选择何种方案还需看情况灵活决定。

总之,为了保证LED灯具的稳定性和安全性,选择合适的驱动方案是很有必要的。

从经济、安全和可靠性角度考虑,选择高质量的驱动方案,才能更好地实现期望的光效与服务寿命。

LED新光源驱动技术论文

LED新光源驱动技术论文

LED新光源的驱动技术探讨摘要:被视为本世纪省电环保照明之星的高亮度led,已经成为各国厂商积极进入的领域,未来白光led的应用市场将非常广泛,包括手电筒、装饰灯、lcd背光源、汽车内部照明市场、投影灯源等,不过最被看好以及最大的市场还是取代白炽钨丝灯泡及荧光灯。

关键词: led 新光源应用技术1.led光源的概念led(light emitting diode),又称发光二极管,它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合,放出过剩的能量而引起光子发射产生光。

应用半导体pn结发光的原理制成的led问世于20世纪60年代初,1964年首先出现红色发光二极管,之后出现黄色led。

直到1994年,蓝色、绿色led才研制成功。

1996年开发出白色led。

2.led发光原理发光二极管主要有pn结芯片、电极和光学系统组成。

起发光体—晶片的面积为10.2mil(1mil=0.0254平方毫米),目前国际上出现大量晶片led,其晶片面积达40mil。

其发光过程包括三部分:正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。

微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中,当电子经过该晶片时,带负电的电子移动到带正电的空穴域并与之复合,电子和空穴消失的同时产生光子。

电子和空穴之间的能量(带隙)越大,产生的光子的能量就越高。

光子的能量反过来与光的颜色对应,可见光的频谱范围内,蓝色光、紫色光携带的能量最多,桔色光、红色光携带的能量最少。

由于不同的材料具有不同的带隙,从而能够发出不同颜色的光。

3.led的主要特点3.1 发光效率高:led经过几十年的技术改良,其发光效率有了较大的提升。

白炽灯、卤钨灯光效为12-24流明/瓦,荧光灯50~70流明/瓦,钠灯90~140流明/瓦,大部分的耗电变成热量损耗。

led光效经改良后将达到达50~200流明/瓦,而且其光的单色性好、光谱窄,无需过滤可直接发出有色可见光。

发光二极管LED驱动技术原理

发光二极管LED驱动技术原理

LED驱动技术原理超高亮LED的特性下图为正向压降(VF)和正向电流的(IF)关系曲线,由曲线可知,当正向电压超过某个阈值(约2V),即通常所说的导通电压之后,可近似认为,IF与VF成正比。

见表是当前主要超高亮LED的电气特性。

由表可知,当前超高亮LED的最高IF可达1A,而VF通常为2~4V。

由于LED的光特性通常都描述为电流的函数,而不是电压的函数,光通量(φV)与IF的关系曲线,因此,采用恒流源驱动可以更好地控制亮度。

此外,LED的正向压降变化范围比较大(最大可达1V以上,而由上图中的VF-IF曲线可知,VF的微小变化会引起较大的,IF变化,从而引起亮度的较大变化。

所以,采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性,并且影响LED 的可靠性、寿命和光衰。

因此,超高亮LED通常采用恒流源驱动。

下图是 LED的温度与光通量(φV)关系曲线,由下图可知光通量与温度成反比,85℃时的光通量是25℃时的一半,而一40℃时光输出是25℃时的1.8倍。

温度的变化对LFD的波长也有一定的影响,因此,良好的散热是LED保持恒定亮度的保证。

下图是LED的温度与光通量关系曲线。

一般LED驱动电路介绍由于受到LED功率水平的限制,通常需同时驱动多个LED以满足亮度需求,因此,需要专门的驱动电路来点亮LED。

下面简要介绍LED概念型驱动电路。

阻限流电路如下图所示,电阻限流驱动电路是最简单的驱动电路,限流电阻按下式计算。

式中:Vin为电路的输入电压:VF为IED的正向电流;VF为LED在正向电流为,IF时的压降;VD为防反二极管的压降(可选);y为每串LED的数目;x为并联LED的串数。

由上图可得LED的线性化数学模型为式中:Vo为单个LED的开通压降;Rs为单个LED的线性化等效串联电阻。

则上式限流电阻的计算可写为当电阻选定后,电阻限流电路的IF与VF的关系为由上式可知电阻限流电路简单,但是,在输入电压波动时,通过LED的电流也会跟随变化,因此调节性能差。

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1 绪论1.1 LED显示屏概述LED 显示屏从八十年代后期在全球迅速兴起,在短短的十几年中,技术、产业都取得了长足的进步,已发展成为重要的现代信息发布媒体手段,在证券交易、金融、交通、体育、广告等领域得到广泛应用,随着社会信息化的进程,LED显示屏在信息显示领域的应用愈加广阔。

本章对LED 显示屏的技术和产业的发展予以介绍。

1.1.1 LED及LED发光材料的特点在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。

PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。

这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。

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、蓝三种。

把红色和绿色的LED放在一起作为一个象素制作的显示屏叫双色屏或彩色屏;把红、绿、蓝三种LED管放在一起作为一个象素的显示屏叫三色屏或全彩屏。

1968年HP公司就生产出红色的LED发光灯(波长660nm),而后陆续出现了可用于显示屏的黄绿(波长570nm),蓝(波长470nm)及纯绿(波长525nm),但目前由于高亮度的蓝色及纯绿色半导体晶片制造技术主要掌握在日本,美国等少数公司手中,造成价格比较昂贵。

应用于显示屏的LED发光材料有以下几种形式:1、LED发光灯(或称单灯)一般由单个LED晶片,反光碗,金属阳极,金属阴极构成,外包具有透光聚光能力的环氧树脂外壳。

可用一个或多个(不同颜色的)单灯构成一个基本像素,由于亮度高,多用于户外显示屏。

2、LED点阵模块由若干晶片构成发光矩阵,用环氧树脂封装于塑料壳内。

适合行列扫描驱动,容易构成高密度的显示屏,多用于户内显示屏。

3、贴片式LED发光灯(或称SMD LED)就是LED发光灯以贴焊形式的封装,可用于户内全彩色显示屏,可实现单点维护,有效克服马赛克现象1.1.3 LED显示屏的分类1、使用环境分为户内、户外及半户外户内屏面积一般从不到1平米到十几平米,点密度较高,在非阳光直射或灯光照明环境使用,观看距离在几米以外,屏体不具备密封防水能力。

户外屏面积一般从几平米到几十甚至上百平米,点密度较稀,可在阳光直射条件下使用,观看距离在几十米以外,屏体具有良好的防风抗雨及防雷能力。

半户外屏介于户外及户内两者之间,具有较高的发光亮度,可在非阳光直射户外下使用,屏体有一定的密封,一般在屋檐下或橱窗内。

2、颜色分为单色、双基色、三基色单色是指显示屏只有一种颜色的发光材料,多为单红色,在某些特殊场合也可用黄绿色(例如殡仪馆)。

双基色屏一般由红色和黄绿色发光材料构成。

三基色屏分为全彩色(full color),由红色,黄绿色(波长570nm),蓝色构成及真彩色(nature color),由红色,纯绿色(波长525nm),蓝色构成。

3、控制或使用方式分同步和异步同步方式是指LED显示屏的工作方式基本等同于电脑的监视器,它以至少30场/秒的更新速率点点对应地实时映射电脑监视器上的图像,通常具有多灰度的颜色显示能力,可达到多媒体的宣传广告效果。

异步方式是指LED屏具有存储及自动播放的能力,在PC机上编辑好的文字及无灰度图片通过串口或其他网络接口传入LED屏,然后由LED屏脱机自动播放,一般没有多灰度显示能力,主要用于显示文字信息,可以多屏联网。

4、像素密度或像素直径划分∮3.0mm 60000像素/平米,∮3.75mm 44100像素/平米,∮5.0mm 17200像素/平米1.1.4 LED显示屏的发展阶段发光二极管(Lighted Electronic Diode)作为显示器材早期仅应用于仪器仪表等低亮度领域,随着半导体材料技术的不断发展,亮度逐渐提高,稳定性及寿命逐渐延长,色彩逐渐丰富,迅速进入大屏幕工程显示领域。

尤其在体育场馆等场合的应用,因其超高亮度,色彩鲜艳,长寿稳定,已成一统天下之势。

而近几年LED显示材料的产量迅猛增长,成本迅速下降,使其进入户内高密度大屏幕市场成为可能。

LED大屏幕的发展呈现如下几个发展阶段:1、第一代单色LED显示屏以单红色为基色,显示文字及简单图案为主,主要用于通知通告及客流引导系统。

2、第二代双基色多灰度显示屏以红色及黄绿色为基色,因没有蓝色,只能称其为伪彩色,可以显示多灰度图像及视频,目前在国内广泛应用于电信,银行,税务,医院,政府机构等场合,主要显示标语,公益广告及形象宣传信息。

3、第三代全彩色(full color)多灰度显示屏以红色,蓝色及黄绿色为基色,可以显示较为真实的图像,目前正在逐渐替代上一代产品。

4、第四代真彩色(true color)多灰度显示屏以红色,蓝色及纯绿色为基色,可以真实再现自然界的一切色彩(在色坐标上甚至超过了自然色彩范围)。

可以显示各种视频图像及彩色广告,其艳丽的色彩,鲜亮的高亮度,细腻的对比度,在宣传广告领域应用具有极好的视觉震撼力。

它具有高亮度,不受环境亮度影响,厚度薄,占用场地小,色彩鲜艳丰富,视角宽,可以在宽敞的厅堂环境应用,没有拼接图像损失。

1.2 本文LED点阵显示屏设计的内容及技术指标1.2.1设计内容1、显示方式的确定2、驱动电路设计3、控制器件选择及控制方式4、软件设计,包括上位机及下位机程序设计5、通信方式的设计6、PCB的设计制作等1.2.2技术指标分辨率:128x32颜色:红绿双基色驱动时钟:1.843199MHz场频:65Hz行频:1040Hz尺寸:608mm×152mm接口:标准USART显存:1792B1.3 本文章节安排本文分成四章,各章主要内容安排如下:第一章绪论,综述了LED点阵显示屏构成、分类、发展情况,并介绍本文LED 点阵显示屏设计的主要工作和技术指标。

第二章显示的总体设计,首先介绍了显示屏点阵的显示原理,接着介绍点阵的特点,确定系统的总体框图,并通过实验验证的方法确定了本次设计屏幕显示所采用的扫描方式和扫描频率。

第三章硬件电路设计,主要详述了列锁存电路和行扫描驱动电路,以及控制电路的设计。

第四章软件程序设计,主要描述了上下位机的程序设计方法,及其实现,下位主要介绍了各种动态显示方式的实现方法,上位机主要是串口通讯软件的实现办法。

2 显示屏的总体设计2.1显示屏的显示原理由n 行m 列LED (通常由8x8LED 点阵模块拼接组成的)点阵屏,按一定的规律点亮其中的一部分LED ,便可以显示特定的图形或文字(如图2.1所示)。

显示屏中的每一个像素,也叫像筒,就是点阵中的一个发光点,它可分为单色,双基色,三基色三种。

单色(如红色或绿色),则可以显示单色或者灰度的图像或文字。

双基色屏除了可以显示单色的功能外,还可以通过控制像点的亮度制成伪彩屏,而三基色屏则可以通过对每个像筒中的三种光源进行256级灰度调节,从而实现真彩屏显示。

LED 点阵显示屏由数量众多的LED 组成,如室内屏常用的∮3.75mm (像筒直径3.75毫米)的显示屏一平方米就有44100像素。

如此庞大的数量,如果用静态显示,将需要大量的锁存器和地址译码等硬件电路,而且需要消耗巨大的电能。

比如每个LED 的显示电流为3mA 的话,假如由5伏电源供电,则一平方米真彩屏的耗电功率最高达到44100*3*3*5/1000=1984.1W(全屏所有LED 都亮),相应电源要提供的电流约为400安培,而如果采用动态的扫描显示,笔者通过实验验证利用1/16行扫描,50Hz 的场频时每个LED 的驱动电流为10mA 时其亮度跟静态的3mA 相当。

这时电源提供的最大电流为44100*10*3/16/1000A=8.25A 。

也就是说静态显示的耗电量大约为动态显示耗电量的40多倍。

基于以上两个原因LED 点阵显示屏一般都采用动态的扫描显示。

每一时刻只点亮显示屏中一行或者几行LED ,利用人眼的视觉暂停效应,通过快速扫描,使屏幕看起来所有行是同时显示的。

其原理类似于电视机扫描显示原理。

2.2显示屏设计的实现方法2.2.1 LED 点阵模块特性LED 点阵显示屏幕除非特殊用途,如需要高亮,大直径像点等等,一般不用分立的发光二极管组成,而是用现成的LED 点阵集成块排列而成。

目前市面上能买到的有5×8、8×8、16×16等规格,像素直径为φ3.0、φ3.7、φ4.8、φ5.0、φ8.0、ph8、ph10、图2.1 点阵显示示意图ph16、ph20等。

5×8点阵一般用于英文和数字显示。

而8×8和16×16一般用于组成显示屏。

高的集成度可以简化电路设计,但价格也高。

目前8x8点阵用得最多,LED8x8点阵有单色(红,绿,黄)、双基色(一般为红绿两色)和三基色(红绿蓝三色)可选。

笔者从市场上了解到8*8单基色和双基色模块的价格基本一样,一般都是24引脚(单基色有8个空引脚),引脚排列比较规则;单色模块也有16引脚的,但引脚排列不规则。

基于以上原因,并从设计的从实际出发,同时由于是比较小的室内屏,故选用φ3.7的红绿双基色模块。

买回来的LED点阵模块,需要测定它的封装(包括尺寸和引脚排列),和电器特性。

首先可以查它的电子技术文档,得出红绿双色LED8x8的封装及引脚排列如图2.2所示,接着用万用表调到二极管测试档进行引脚排列验证。

当万用表的红笔黑笔分别接触到LED的正负极的时候,对应的LED会发光。

经测试引脚与图2.2所示一致。

图2.2双基色8*8点阵原理与引脚图其中“▲”代表红色发光芯,“△”代表绿色发光芯。

图2.3是LED8×8点阵的外观图,下面对点阵的电器特性进行验证。

图2.4和图2.5分别是点阵中红色LED 和绿色LED 的伏安特性和亮度电流特性图由图可以看出亮度电流特性两种灯基本上一样,不同的是绿灯的导通电压比红灯高,而且绿灯随电压的增大电流增大不及红灯快。

图2.3点阵的外观图2.5绿LED 的电器特性图图2.4红色LED 的电器特性图表2.1通过实验测试的了作品所采用的LED点阵模块两种颜色的LED在不同电流下的正向压降。

可以看出与技术文档的特性曲线基本一致流。

1.94 1.972.00 2.05 2.11 2.20向压降(V)红色LED正1.85 1.86 1.90 1.93 1.972.00向压降(V)2.2.2 系统的总体实现方法要实现128x32的显示屏,首先得算出整屏所需的8x8LED点阵模块数,计算方法是N=(128x32)/(8x8)=64片。

我们把LED点阵里同一行的所有LED的正极相连,每一行引出一条行线;把同一列的所有LED的负极相连,每一列引出一条列线。

如图2.6所示。

列线的数据取自列锁存电路,行线与扫描电路相连。

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