全新可提高显色性的大型车载led显示多屏联动控制装置的制造方法_3

文档序号:8396603阅读:来源:国知局
,而在2000年时,白光LED的光效已达25流明/瓦,这一指标与卤钨灯相近。2012年,白光LED的光效已达120流明/瓦,白光LED作家用照明光源开始推广普及。预计到2020年时,LED的光效可望达到200流明/瓦。
[0063]普通照明用的白炽灯和卤钨灯虽价格便宜,但光效低(灯的热效应白白耗电),寿命短,维护工作量大,但若用白光LED作照明,不仅光效高,而且寿命长(连续工作时间10000小时以上),几乎无需维护。德国Hella公司利用白光LED开发了飞机阅读灯;澳大利亚首都堪培拉的一条街道已用了白光LED作路灯照明;我国的城市交通管理灯也正用白光LED取代早期的交通秩序指示灯。可以预见不久的将来,白光LED定会进入家庭取代现有的照明灯。
[0064]LED光源具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等的优点,虽然价格较现有照明器材昂贵,仍被认为是它将不可避免地现有照明器件。
[0065]调光控制
传统上,LED的调光是利用一个DC信号或滤液PWM对LED中的正向电流进行调节来完成的。减小LED电流将起到调节LED光输出强度的作用,然而,正向电流的变化也会改变LED的彩色,因为LED的色度会随着电流的变化而变化。许多应用(例如汽车和LCD TV背光照明)都不能允许LED发生任何的色彩漂移。在这些应用中,由于周围环境中存在不同的光线变化,而且人眼对于光强的微小变化都很敏感,因此宽范围调光是必需的。通过施加一个PWM信号来控制LED亮度的做法允许不改变彩色的情况下完成LED的调光。
[0066]人们常说的真正彩色(True Color)PWM调光是利用一个PWM信号来调节LED的亮度。
[0067]调节LED亮度有三种常用方法:
(I)使用SET电阻,在LED驱动控制IC引脚RSET两端并联不同的转换电阻,使用一个直流电压设置LED驱动控制IC引脚RSET的电流,从而改变LED的正向工作电流,达到调节ALED发光亮度的目的。
[0068](2)采用PWM技术,利用PWM控制信号,通过控制LED的正向工作电流的占空比来调节ALED的发光亮度。
[0069](3)线性调节,最简便的方法是在LED驱动控制C中使用外部SET电阻来实现LED的调光控制。虽然,这种调光控制方法有效,但却缺乏灵活性,无法让用户改变光强度。线性调节则会降低效率,并引起白光LED朝向黄色光谱的色彩偏移。可能是轻微的偏移,但可在敏感应用中检测出。
[0070]采用数字或叫PWM的LED调光控制法以大于100HZ的开关工作频率,以脉宽调制的方法改变LED驱动电流的脉冲占空比来实理LED的调光控制,选用大于100HZ开关调光控制频率主要是为了避免人眼感觉到调光闪烁现象,在LED的PWM调光控制下,LED的发光亮度正比于PWM的脉冲占空比,在这种调光控制方法下,可以在高度调光比范围内保持LED的发光颜色不变,采用PWM的LED调光控制的调光比范围可达3000:1。
[0071]线性LED调光控制方法就是采用模拟调光控制方法,在模拟调光控制下,通过调节LED的正向工作电流来实现LED的调光控制,调光控制范围可达10:1。
[0072]如果要进一步降低LED的正向工作电流则会产生LED发光颜色发生变化和不能准确调节控制LED的正向工作电流的问题。
[0073]参数效率一般最常见的LED工作功率都是设定于30至60毫瓦电能以下。在1999年开始引入了可以在I瓦电力输入下连续使用的商业品级LED。这些LED都以特大的半导体芯片来处理高电能输入的问题,而那半导体芯片都是固定在金属铁片上,以助散热。在2002年,在市场上开始有5瓦的LED的出现,而其效率大约是每瓦18至22流明。
[0074]2003年九月,Cree, Inc.公司展示了其新款的蓝光LED,在20毫安下达到35%的照明效率。他们亦制造了一款达65流明每瓦的白光LED商品,这是当时市场上最亮的白光LED。在2005年他们展示了一款白光LED原型,在350毫安工作环境下,创下了每瓦70流明的记录性效率。
[0075]今天,OLED的工作效率比起一般的LED低得多,最高的都只是在10%左右。但OLED的生产成本低得多,例如可以用简单的印制方法将特大的OLED数组安放在屏幕上,用以制造彩色显示屏。
[0076]光强的测量
CIE规定了发光强度的测量距离有两种:远场(条件A)为316mm,对应的立体角为OlOOlSr ;近场(条件B)为10mm,对应的立体角为OlOlSr:两者之间可以相互转换,远场测量结果乘以10就得到近场测量结果。
[0077]IEC规定的测量距离仅为近场(条件B),立体角〈OlOlSr。
[0078]对测量距离,CIE明确规定从LED的外壳顶端到光探测器的灵敏面。而IEC规定得比较模糊。
[0079]评论:表面看起来,远场测量比近场测量有时候不确定度要小,因为在此条件下对测量距离、电流和杂散光的要求可相对低一些。但同时,LED安装倾角的影响却相对增大,这可是一个大误差源。一般而论,远场条件可适用强照明及封装产品,而近场条件适用于弱照明和芯片、指示灯和背光源等。故均有存在的必要性。其次,CIE在逻辑上不够严谨。
[0080]首先,它用很大篇幅说明了 LED不是点光源,故距离平方反比定律不成立,发光强度这个概念也不适用。另外在实践上,它实际上是测量LED在光电探测器灵敏面上的照度,然后乘以距离的平方而得到发光强度。
[0081]这样,曾经被否定的距离平方反比定律实际上仍用到了。简单说分为:同步控制系统(与计算机输出内容同步);异步脱机控制系统(将内容存储在控制卡内,脱机运行)
随着近2年LED显示屏的飞速发展,LED控制系统的市场也变的更加广阔,尤其是09年刚刚新起的维达U盘LED控制卡使用的最多,维达U盘LED控制卡可用串口连接电脑,也可用U盘传递信息,省电脑、免布线、支持模拟时钟、流水边框,维达U盘LED控制卡适合各种室内外显示屏,上市以来深受全国各地LED显示屏厂商喜爱。LED控制卡
LED显示屏发展到今已逐步走入民用化,如各种店面用的门头屏、室内外的各种方形屏和其他的各种条型屏等。要配显示屏必须要配接一台电脑来更新内容,这使得很大一部分用户特别是广告用户更新节目困难。U盘LED控制卡解决了这一难题,使用U盘这个最常见而且价廉的信息传递媒介工具,即使用户没有电脑也可借助网吧、家里或者朋友的电脑编好内容去更新显示屏内容,U盘不需要一直插在显示屏或其延长线上,插上后几秒钟后信息便存入屏内,U盘便可拔走。U盘LED控制卡具有常用的串口通讯功能,想用电脑直接通讯的用户可直接接上使用。用U盘传递LED显示屏内容,并已逐步应用于全国各地的LED显示屏上。
[0082]LED显示屏控制卡又称LED异步控制器,是LED段文显示屏的核心部件。负责接收来自计算机串行口的画面显示信息,置入帧存储器,按分区驱动方式生成LED显示屏所需的串行显示数据和扫描控制时序。
[0083]LED显示屏以显示各种文字、符号和段形为主。画面显示信息由计算机编辑,经RS232/485串行口预先置入LED显示屏的帧存储器,然后逐屏显示播放,循环往复。显示方式丰富多彩,显示屏脱机工作。LED显示屏因其控制灵活,操作方便,成本低廉,在社会各行业有着广泛的应用。
[0084]问题发展障碍
一、国内企业无核心技术
LED行业的上游的绝大部分核心专利被国外的厂商所掌握。我们没有掌握核心技术,尽管我们LED应用产品制造能力在全球占到50%,份额占到50%,但利润却是最低的一环。
[0085]LED芯片随工艺、数量增长采用更大尺寸晶圆片制作工艺,会不断的降低成本,每年在20%速度降低,LED芯片价格因数中,要将光效的提升也计入价格降低中,同样的价格购买了更好的产品。LED照明灯具的成本主要在LED芯片,只要芯片价格降下来,LED的流明单价能降到与现阶段的节能灯相当,室内照明就自然遍地开花。LED芯片还大有降价空间。
[0086]二、LED应用产品散热难
结构设计在灯具中大概占20%,一直以来中国勤劳的人民都会定价很低,20%成本认为很合理,最大的问题是怎样更有创新,设计更合理。
[0087]散热成本要维持在5%,实际散热设计很简单,把住两个方向:一是,LED芯片与外散热器件路径越短越好,越短你的散热设计就越好;二是,散热阻力,就是要有足够的散热传导路径同时也要有足够的‘散热道路’.这部分成本主要在结构,用于散热成本并不多。
[0088]三、LED应用电源管理
电源是LED灯具最薄弱的环节,严重滞后LED灯具发展,品质有待提高。设计占灯具成本的20%左右,有些高。随着技术发展电源大概在5-10%最为合理。
[0089]LED成本高,其实是相对其他光源来说,作为20世纪90年代才发明蓝光LED,从而导致LED白光得以实现的LED行业而言,其实LED制造成本并不高。尤其是LED环保、节能、不含汞,而且每季度LED灯具的价格都在往下滑,相信一定可以在较短的时间内达到人们能够接受的水平。根据电网的用电规则和LED驱动电源的特性要求,在选择和设计LED驱动电源时要考虑到以下九大性能特点要求:
1.高可靠性特别像LED路灯的驱动电源,装在高空,维修不方便,维修的花费也大。
[0090]2.高效率LED是节能产品[3],驱动电源的效率要高。对于电源安装在灯具内的结构,尤为重要。因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降,所以LED的散热非常重要。电源的效率高,它的耗损功率小,在灯具内发热量就小,也就降低了灯具的温升。对延缓LED的光衰有利。
[0091]3.高功率因素功率因素是电网对负载的要求。一般70瓦以下的用电器,没有强制性指标。虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大,但晚上大家点灯,同类负载太集中,会对电网产生较严重的污染。对于30瓦?40瓦的LED驱动电源,据说不久的将来,也许会对功率因素方面有一定的指标要求。
[0092]4.驱动方式通行的有两种:其一是一个恒压源供多个恒流源,每个恒流源单独给每路LED供电。这种方式,组合灵活,一路LED故障,不影响其他LED的工作,但成本会略高一点。另一种是直接恒流供电,LED串联或并联运行。它的优点是成本低一点,但灵活性差,还要解决某个LED故障,不影响其他LED运行的问题。这两种形式,在一段时间内并存。多路恒流输出供电方式,在成本和性能方面会较好。也许是以后的主流方向。
[0093]5.浪涌保护LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。加强这方面的保护也很重要。有些LED灯装在户外,如LED路灯。由于电网负载的启甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入,保护LED不被损坏的能力。
[0094]6.保护功能电源除了常规的保护功能外,最好在恒流输出中增加LED温度负反馈,防止LED温度过高。
[0095]7.防护方面灯具外安装型,电源结构要防水、防潮,外壳要耐晒。
[0096]8.驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配。
[0097]9.要符合安规和电磁兼容的要求。
[0098]随着LED的应用日益广泛,LED驱动电源的性能将越来越适合LED的要求。
[0099]面临的问题
在国家推动产业结构优化升级、培育新的产业增长点这一战略任务的指导下,LED成为各地方政府的发展重点,东莞、惠州、佛山、深圳、大连、南昌、厦门等地方政府纷纷制定了产业发展战略规划,国内掀起了一股LED投资热潮
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