照明LED与LED显示屏及LED背光源-刘老师课件.ppt

1、刘汉华 P,South China University Of Technology,LED照明、显示屏与背光源,LED在照明、图像显示屏及背光源三足鼎立 LED照明在图像显示中的应用 LED显示屏驱动电源技术指标要求 LED显示屏驱动电源案例分析 LED背光源驱动技术指标及相关电路,LED照明、图像显示及背光源,LED照明、图像显示屏及背光源三足鼎立,LED的发展历程演绎出不同用途： 指示灯 显示屏 照明 背光源,诞生 ： 1907年发现某些半导体材料制成的二极管在正向导通时有发光的物理现象，1962年发明LED，1964年红色发光二极管首次研发成功，次年，全球第一款商用 LED用锗制作成功

2、，当时售价45美元。,指示灯应用：20世纪80年代之前，LED主要用作指示灯，光色只有红橙绿等几种。,LED在照明、图像显示屏及背光源三足鼎立(续),LED的发展历程演绎出不同用途(续),LED在照明、图像显示屏及背光源三足鼎立(续),LED的发展历程演绎出不同用途(续),20世纪90年代出现LED新型平板显示器件,第一阶段为1990年到1995年，主要是单色和16级双色图文屏,第二阶段是1995年到1999年，出现了64级、256级灰度的双基色视频屏。,第三阶段从1999年开始，红、纯绿、纯蓝LED管大量应用，使用红、绿、蓝三原色LED生产的全彩色显示屏被广泛应用，将大屏幕带入全彩时代。,显

3、示屏应用：,广州市上下九步行街,背光源应用：,相比CCFL，LED背光源的优势明显：,第一，LED背光源较CCFL节能30-50； 第二，相对CCFL光源，LED的无汞生产过程具有环保优势； 第三，更利于制造超薄液晶电视，使电视厚度减至1cm以下； 第四，亮度均匀性和白光对彩色的还原性都好,直下式LED背光源板,LED在照明、图像显示屏及背光源三足鼎立(续),LED的发展历程演绎出不同用途(续),近些来开始逐渐使用,几个因素促背光源应用：,销策略的强推,LED在照明、图像显示屏及背光源三足鼎立(续),LED的发展历程演绎出不同用途(续),价格下降提产品规模,LED照明应用：,LED在照明、图像

4、显示屏及背光源三足鼎立(续),LED的发展历程演绎出不同用途(续),2010年全球LED照明产值占整体照明市场比重约3.8%，预计2011年全球LED照明渗透率将可超过10%以上，而LED照明使用颗数也将由2010年的48亿颗，增至2011年的124亿颗，显见2011年LED灯泡取代传统白炽灯的效应开始显现。,LED分类及其应用领域,LED在照明、图像显示屏及背光源三足鼎立(续),LED的发展历程演绎出不同用途(续),LED应用市场结构：,LED在照明、图像显示屏及背光源三足鼎立(续),LED的发展历程演绎出不同用途(续),LED三大明星市场： 景观照明 显示屏 背光源,LED在照明、图像显示

5、屏及背光源三足鼎立 LED照明在图像显示中的应用 LED显示屏驱动电源技术指标要求 LED显示屏驱动电源案例分析 LED背光源驱动技术指标及相关电路,LED照明、图像显示及背光源,LED照明图像显示中的应用,在某些应用需要大投影范围上达到更高的像素密度，这是任何单独的定焦投影机所无法提供的 这种应用最好的实现方式是将多台投影机布置成一个投影阵列，然后将每台投影机所投射出的图像拼接在一起，形成更高像素数的合成影像。所获得的独立图像可以是经过边缘拼接的，也可以是经图像重叠和边缘融合后得到的无缝整体图。 投影阵列目前的主要挑战在于投影机定向的可靠性和灵活性、投影机安装的简易性以及使用一定时间后的性能

6、维护。而所有这些都会受到投影机光源性能的极大影响,LED照明光源用于投影机显示,数字投影机通常使用高压气体放电（HID）灯照射一个或多个微型显示器。现在，微型显示器已发展到开始使用以集成电路为主要形式的固态元件了。但投影机的光源依然顽固地保持着非固态。,用于投影机显示的LED照明光源,固态发光二极管现取代HID灯 可实现投影机光源的固态化,LED照明图像显示中的应用,LED照明图像显示中的应用,LED照明光源用于投影机显示的优点,LED的主要优势是高可靠性和长寿命,由于LED不产生紫外线（UV），因此也能潜在提升投影机光学系统的平衡可靠性。,作为固态元件，LED十分坚实。它们可以承受极高程度的

7、加速及震动，使投影仪能承受更大的震动。,固态还带来了另一个优点，那就是LED可被安装于任意方向上。,LED照明图像显示中的应用,LED照明光源用于投影机显示需解决的问题,首先，从LED中发出的光，光通量和光谱特征，都依赖于设备的驱动电流和接点温度。这两个因素都可以改变LED放出光的峰值波长，而这将改变图像的色域。显然，电流和接点温度都必须被精确地控制。 第二，接点温度也会对LED的可靠性以及光输出随时间衰减的速度产生影响。因此，良好的热量控制和系统冷却技术对于将系统温度降至最小值、增强可靠性以及保持投影机使用寿命期间的最优性能都是极为重要的。 最后则是亮度的问题。目前LED还不能实现许多汞蒸气

8、灯的高水平光输出，更不用说与高功率氙气灯相比了。,LED在照明、图像显示屏及背光源三足鼎立 LED照明及其在图像显示中的应用 LED显示屏驱动电源技术指标要求 LED显示屏驱动电源案例分析 LED背光源驱动技术指标及相关电路,LED照明、图像显示及背光源,LED显示屏驱动电源技术指标要求,220W10%，50HZ5%或是80V10%，50HXZ5% 单位显示面积的最大功耗 LED显示屏总功耗。 对地漏电流在1.1倍额定电源电压下，LED显示屏电源线对金属外框间的对地漏电流不超过3.5mA（交流有效值）。 LED显示屏电源开关处于通的位置,在电源输入端与金属外框或可触及的金属结构件间施加1500

9、V(交流有效值),1min不应发生绝缘击穿。,LED在照明、图像显示屏及背光源三足鼎立 LED照明及其在图像显示中的应用 LED显示屏驱动电源技术指标要求 LED显示屏驱动电源案例分析 LED背光源驱动技术指标及相关电路,LED照明、图像显示及背光源,LED显示屏驱动电源案例分析,LED显示屏驱动电源案例分析,LED显示屏驱动电源案例分析,LED显示屏驱动电源案例分析,LED显示屏驱动电源案例分析,LED显示屏驱动电源案例分析,LED显示屏驱动电源案例分析,LED在照明、图像显示屏及背光源三足鼎立 LED照明及其在图像显示中的应用 LED显示屏驱动电源技术指标要求 LED显示屏驱动电源案例分析

10、 LED背光源驱动技术指标及相关电路,LED在照明、图像显示及背光源,LED背光,随着技术的进步，LED背光的成本在中小尺寸(12”以下)已经达到甚至低于CCFL背光成本水平 目前环保要求也在不断的提高，LED不含有CCFL灯管所以含有的Hg元素，正适应了这个环保要求 LED背光是用LED阵列来构成的面光源，相对CCFL大大的改善了侧漏光的问题 LED发光波长范围较集中，色彩显示好，色域比CCFL提高一倍以上 LED寿命长，约610W小时，功耗低约为CCFL一半 LED采用直流低压驱动，对人体安全,LED背光源驱动技术指标及相关电路,LED背光种类,LED驱动电路是一种恒流式DC-DC转换电路

11、，其驱动原理与普通DC-DC电源一致，稍在不同之处在于其反馈控制为电流反馈，由于电流控制稳定性和一致性要求较高，一般均采用IC集成电路驱动 根据LED网络连接和输入电压的不同，LED背光有升压和降压两种 当LED为全并网络时，一般采用降压型电路驱动 当LED为串并结合时，一般要采用升压型电路驱动，常用型为3串网络,LED背光源驱动技术指标及相关电路,降压型LED背光,当背光驱动电压低于电源电压时，采用降压型LED背光 本实践线路为SSPT4105 驱动电路，管脚及功能如下,SSPT4105封装,SSPT4105管脚功能定义,SSPT4105,SSPT4105具有宽输入电压，最大18V 低反馈电

12、压，200mV 大电流输出，600mAMAX 工作频率500KHz 转换效率高，1W功率时为时90% 低温漂反馈电压，100PPM/ 软启动 短路保护,SSPT4105驱动电路,当输入电压超过12V时，须加上R1和C1 D1为续流二极管 R2为电流反馈取样电阻，取样电压为200mV，R2=200mV/Iled C2是输出滤波电容,SSPT4105驱动调光电路(1),（1）用可变电阻,SSPT4105驱动调光电路(2),（2）用可变DC 电压,SSPT4105驱动调光电路(3),（3）用滤波PWM 信号,前面三种归结起来都属于“用调正向电流的方法来调亮度”,SSPT4105驱动电路PCB 布局,1在芯片的每个引脚上都存在上、下寄生二极管，在使用中不可令其导通。例如，在CE 端施加的高电平电压，不可高于Vin 电压。,2使外围元件尽量靠近芯片，以使芯片与它们的连线最短。须有足够的接地和电源连接，因为可能有大电流经过电源连接、电感和输出连接，如果电源连接阻抗太高，那么芯片的输入电压就会随电流而变化，导致芯片工作不稳定。 3FB 端点的覆铜面积要尽可能小，并且要远离干扰源。 4反馈电阻R1 的接地端要直接单独连接到地，不要和任何其他元器件共接。,PCB 布局要点 为提高系统稳定性，在PCB 布图时可遵