led技术介绍(编辑修改稿)

led技术介绍(编辑修改稿)内容摘要：

制，灰度等级为单点 4 级调灰，产品的成本比较高。 2. 19901995 年，这一阶段是 LED 显示屏迅速发展的时期。 进入九十年代，全球信息产业高速增长，信息技术各个领域不断突破， LED 显示屏在 LED 材料和控制技术方面也不断出现新的成 果。 蓝色 LED 晶片研制成功，全彩色 LED 显示屏进入市场；电子计算机及微电子领域的技术发展，在显示屏控制技术领域出现了视频控制技术，显示屏灰度等级实现 16 级灰度和 64 级灰度调灰，显示屏的动态显示效果大大提高。 这一阶段， LED 显示屏在我国发展速非常迅速，从初期的几空企业、年产值几千万元发展到几十家企业、年产值几亿元，产品应用领域涉及金融证券、体育、机场、铁路、车站、公路交通、商业广告、邮电电信等诸多领域，特别是 1993 年证券股票业的发展更引发了 LED 显示屏市场的大幅增长。 LED 显示屏 平板显示领域的主流产品局面基本形成， LED 显示屏产业成为新兴的高科技产业。 3. 1995 年以来， LED 显示屏的发展进入一个总体稳步提高产业格局调整完善的时期。 1995 年以来， LED 显示屏产业内部竞争加剧，形成了许多中小企业，产品价格大幅回落，应用领域更为广阔，产品在质量、标准化等方面出现了一系列新的问题，有关部门对 LED 显示屏的发展予以重视并进行了适当的规范和引导，目前这方面的工作正在逐步深化。 LED 屏幕现状 2020 年度销售亿元以上企业 • 上海三思科技发展有限公司 • 南京 洛普股份有限公司 • 南京汉德森电子有限公司 • 北京利亚得电子科技有限公司 • 北京世纪澄通电子有限公司 • 惠州德赛光电科技有限公司 • 京东方智能显示技术有限公司 • 深圳市锐拓显示技术有限公司 • 深圳市蓝普科技有限公司 • 深圳市普耐光电科技有限公司 • 深圳联创健和光电有限公司 2020 年，行业内的骨干企业在不断发展和提高。 惠州德赛：产能提升，成为国 LED 显示屏产品出口的主要加工基地；北京世纪澄通 :基础建设，形成 LED 显示屏专业加工生产能力，跃升行业前列；深圳锐拓、 深圳蓝普、深圳钧多利集团等企业 :在 LED 器件、显示产品等方面综合发展，成为了业内颇具规模的 LED 显示应用产品供应商；上海信茂完成了转制和结构调整，为未来发展奠定了基础；西安青松、南京洛普、同州电子、南京汉德森等企业 :在 LED 显示屏业务的基础上，拓展其他显示产品或系统领域的业务，形成了持续发展的基础。 16 位恒流 IC 的由来：双色屏主要是以显示文字为主，单片机扫描比较方便，由于 LED 数量的增加，为了节省资源，引用 74HC595 移位扫描。 为了更适合 LED 的应用在此基础上整合了恒流电 流设定功能，更符合需求及成本需要又封装出 16 位器件，被目前全彩屏广泛采用。 目前全球有 80%的 LED 大屏幕生产在中国大陆， LED 大屏幕驱动主流 IC 主要有聚积、点晶、东芝、 TI 等。 另外还有些厂家的 IC 和用 74HC595 生产的 LED 屏幕企业，这部分恒流 IC 每年在大陆的销售额大概在 3 亿多元。 根据 IC 数量结合不同的扫描方式，大概计算出 LED 这部分大屏幕产值在 150 亿元左右。 主要的代表 IC 有以下几款： 聚积 MBI502点晶 DM13C、东芝 TB6272德州仪器 TLC5921。 LED 的控制系统通常由主控箱、扫描板和显控装置三大部分组成。 主控箱从计算机的显示卡中获取一屏象素的各色亮度数据 ,然后重新分配给若干块扫描板，每块扫描板负责控制 LED 屏上的若干行 (列 )，而每一行 (列 )上 LED 的显控信号则用串行的方式传送。 目前有两种串行传送显示控制信号的方式：一种是扫描板上集中控制各象素点灰度，扫描板将来自控制箱的各行象素的亮度值进行分解 (即脉宽调制 )，然后将各行 LED 的开通信号以脉冲形式 (点亮为 1，不亮为 0)按行用串行方式传输到相应的 LED 上，控制其是否点亮。 这种方式使用器件较少，但串行传输的数据量较大，因为在一个重复点亮的周期内，每个象素在 16 级灰度下需要 16 个脉冲，在 256 级灰度下需要 256 个脉冲，由于器件工作频率限制，一般只能使 LED 屏做到 16 级灰度。 另一种方法是扫描板串行传输的内容不是每个 LED 的开关信号而是一个 8 位二进制的亮度值。 每个 LED 都有一个自己的脉宽调制器来控制点亮时间。 这样，在一个重复点亮的周期内，每个象素点在 16 级灰度下只需要 4 个脉冲， 256 级灰度下只需 8 个脉冲 ，大大降低了串行传输频率。 用这种分散控制 LED 灰度的方法可以很方便地实现 256 级灰度控制。 一般 LED 大屏幕低频怎么会闪烁，是由于， LED 本身不具有余辉效应的特性，所以采用传统的恒流源脉冲调宽控制灰度的 LED 屏的刷新率必须大于 120Hz 才能实现无闪烁的图像显示。 这样就需要对灰度数据较低的输八帧频的图像信号进行增频刷新，其结果造成刷新数据出现了极大冗余度，井增加了 LED 驱动板的硬件开销。 目前市场上多采用南京德普达科技实业有限公司和深圳灵星雨科技发展有限公司控制系统 较多。 详细资料 可以到上述公司网站查看或咨询。 异形屏幕和级联式灯饰控制设计方式 异形屏幕灵活的点间距和灵活的设计越来越多的受到广泛的采用，能把它制作成我们心目中任意想像的形状 ,大可以装饰几十层楼整栋大厦 ,小的可以显示金字招牌。 可以避让窗户、楼台等不需要装饰的任何地方；远距离观看，比如海岸、江河对岸观看；大型灯饰广场装饰等。 较成熟的控制方式目前有北京中庆微电子公司和常州银港数据系统公司等控制方式产品。 目前可以支持这种设计的 IC 有以下几款： 北京中庆微电子公司 ZQL9712 该芯片是专门为 LED 驱 动应用设计的芯片。 采用了先进的 CMOS 工艺，具有低功耗的优点。 ZQL9712 芯片可以应用于 LED 显示系统，特比适合多离散点的级连应用。 ZQL9712 提供了 3 个大电流驱动输出，驱动电流最大为 30mA。 ZQL9712 芯片包括串行移位寄存器和输出寄存器。 经串行移位寄存器，串移输入转为 3bit 并 行输出，并把该输出作为输出寄存器的输入。 串移寄存器和输出寄存器由不同的时钟信号控制，并且都是在时钟信号的上升沿有效。 ZQL9712 将控制信号驱动后输出，该输出可作为后级电路的输入信号。 杭州士兰微电子 公司 SC16722 SC16722 是专门为 LED 驱动设计的芯片，采用先进的 CMOS 工艺，具有低功耗的优点。 电路所有的输入和输出均有内部线路保护功能，以减少由于静电感应应而损坏器件的可能性，具有高抗噪音和驱动负载的能力。 常州银港数据系统公司 SD600 SD600 是一款先进的单芯片 LED 调光控制芯片，使用两根线实现控制电路的同步通信，使芯片的级联更加方便与灵活。 SD600 支持 3 路 PWM 调光，灰度等级为 256，采用高速同步通信接口，数据速率高达 10Mbps， SOP10 封装，最多能控制 2048 个像素。 深圳彩拓科技有限公司 LPD6803 LPD680 是专门为 LED 灯光系统设计的驱动芯片， CMOS 工艺，提供三路恒流和灰度输出，特别适合离散的多灰阶全彩灯光系统。 台湾点晶科技股份有限公司 DM412 DM412 是一颗具脉波宽度调制 (PWM)输出及使能控制的 LED 驱动芯片，专为 LED 照明 ,装饰 ,大屏显示等应用而设计。 每一输出通道皆可输出高达 16 比特(65,536 级 )灰阶的可调线性电流。 芯片内含移位缓存器 , 数据锁存 , 三通道恒流驱动器 (电流值可由相对应的三个外挂 电阻调控 ), 以及做 PWM 功能之用的内建震荡器。 数据 ,时钟 ,与锁存讯号输出端均内建缓 冲，支持长串接应用。 内建 LED 开路侦测功能可帮助使用者找出 LED 开路的具体位置，无 需加上任何外围组件。 独特的「输出端极性反转功能」使 DM412 亦能用做「 PWM 讯号产生 器」，可与大功率 LED 驱动器 (DD311/2/3)搭配，以实现大功率 LED 之 65,536 级灰阶的颜 色变化。 芯片特色 最大恒流输出： 200mA (由三个外挂电阻分别控制 ) 最大输出承受电压 : 17V 最大串行输入时钟频率 : 20MHz 线性可调电流输出： 65,536 级 PWM 灰阶 数据 /时钟 /锁存讯号输出端均内建缓冲，支持长串接应用 具 PWM 自由运行能力（内置振荡器可达 ，产生画面刷新率达 267Hz） 锁存信号输入方式可设定为自动 /手动锁存 LED 开路侦测功能 输出端极性反转功能 芯片工作电压： ~ 应用 LED 装饰与照明、户内 /外 LED 视频 /讯息显示屏、 PWM 信号产生器 封装 SOP16, SSOP16, TSSOP16 (带散热片 ) 高压驱动部分选型 Supertex 是 LED 高压恒流驱动的领导者，是目前推出最多的高压 LED 恒流直驱 IC 企业之一， 有不断推出新品及改进版本出现，满足市场不断增长的需求。 HV9910 是目前市场上高压部 分使用最多的 IC 之一。 这款灵活简单的 LED 驱动器 IC 效率超过 93%，可减少相关元件的数量，从而降低了系统成 本。 HV9910 可将调整过的 85V 至 265Vac 或 8V 至 450Vdc 电压源转换为一个恒流源，从而为 串连或并联的高亮 LED 提供电源。 HV9910 应用恒定频率峰值电流控制的脉宽调制 (PWM)方法，采用了一个小电感和一个外部开 关来最小化 LED 驱动器的损耗。 不同于传统的 PWM 控制方法，该驱动器使用了一个简单的开 /关控制来调整 LED 的电流，因而简化了控制电路的设计。 该驱动器具有内置的降低亮度控制，能协同外部衰减范围在 0 至 100%的 PWM 信号工作，也 可以利用其衰减引脚上外接的任意可在 0 至最大值之间调整的线性控制电压来实现亮度控 制。 HV9910 适用于 LED 常规或装饰灯、替代氖灯的 LED 以及其它高压交 /直流输入的应用。 以下是目前 Supertex 公司产品线： Supertex 公司以设计高压 IC 为主，缺点是有些 IC 设计的保护功能不完善；灰度表现欠佳； 串连 LED 个数有限；线路设计布线相对复杂，走线要求严格；一般应用于射灯、MR16 高压 灯杯、洗墙灯等灰度表现不是很高的场合。 在传统的方法中，针对每一 LED 均配备了专用的脉宽调制 (PWM)控制器以控制至多个 LED 的输 出，并通过控制器将输出电压转换为供给 LED 的电流。 电压控制脉宽调制控制器常用于此用 途。 电 流感应电阻与 LED 串联配置，将电压值反馈给控制器。 因此，控制器实际上是工作于 电压模式，并保持恒定的取样电压值，从而保持恒定的电流。 该典型电路配置如图所示。 深圳泉芯科技与上海华润矽威科有生产间接替代产品，因其国内目前没有 600V 高压 CMS IC 生产制程，巧妙的低压 CMOS 工艺设计，工艺简单性能价格比高。 IC 供电采用电阻降压获得， 效率会低些，外置高压 MOS 管，会有同样的效果。 QX9910 可以间接取代 HV9910 改进后的 QX9920 封装更小，性能、成本也有所改进，可以直 接做到 MR16 灯杯里面。 上海华润矽威科 PT4107 也是一款类似的 IC，稳压二极管也做在 IC 里面并增加些功能性能价格比高。 PT4107 就是一款针对这一市场趋势开发，针对高功率 LED 照明，输入电压既可为传统的 110V/220V 交流电压又可为 18V 以上到数百伏直流电压的 PWM 恒流控制器。 它以独特的电路结构，采用峰值电流检测为大功率 LED 提供恒定的供电电流。 另外， PT4107 还为使用者提供良好的调光措施（ SW1： 5K 的可调电位器），并为系统提供了安全可靠的过流过温保护，提高了整个系统的可靠性。 整体供电效率可达 80％以上，每个 PT4107 可以驱动 30 串多并的 LED 组合，达到了高效低成本的驱动要求。 深圳光华源科技有封装整合出 HA2200**些列 IC，可以直接驱动 LED 灯串、 LED日光灯管等产品。 恒流源芯片是一种输出电流恒定的电源变换器，此款恒流源芯片主要是应用于串联 LED 供电中，每串 LED 串联个数最多可达到 110 个，该芯片输入电压为交流85V～ 240V，输出为一个恒定电流，恒定电流值可由客户预设。 该芯片 外配电路简洁，无电感、无变压器，因此全部电路组成体积小，可嵌入小体积 LED 灯具内部。 缺点是功率因数较低， 110AC 时。