電子大屏幕目前,許多色別的發光二極管都達到燭光級水平,電子大屏幕隨著器件結構的改進;發光效率的飛速提高;今后LED發展的主流是照明光源;開始在一些領域取代白熾燈,期間會與其它光源互補、并存、共同發展,人們面臨著照明光源的變革,有人預言LED是21世紀的照明光源電子大屏幕
電子大屏幕平均*時間≥10,000小時亮度450mcd~550mcd驅動方式 恒流驅動平均壽命>10萬使用小時掃描頻率大于240HZ DFGHHJ
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③ 世界光電子產業的發展推動應用領域的變化發展,隨著LED產業的發展會有更多的資金投向LED的研究和生產。因此,現有超高亮度、藍色、綠色LED的技術為少數廠商壟斷將會突破,預計產品成本會有大幅度的下降,從而促進市場再開發, 應用的再拓展。
可以相信,半導體發光技術不會被其它技術產品取代,而且會繼續沿著原來的軌道向前發展。
3 LED市場前景
LED是近幾年來迅速崛起的半導體光電器件,它具有體積小、重量輕、電壓低、電流小、亮度高和發光響應速度快等優點,容易與晶體管和集成電路配套使用,可以在許多領域得到應用,因而在市場上十分走俏。LED技術在近年來不斷獲得新的突破,應用范圍不斷拓寬,已成為發展潛力的電子產品之一
計算機顯示屏已經普遍采用液晶顯示。有源矩陣液晶顯示器是當前已經大量生產的產品,可以顯示色彩豐富的電視圖像,但需要較暗的背景,視角較小,尤其是用它制造大尺寸顯示屏的成本較高,
因此,發光二極管將成為一種更佳的平面顯示器件。目前,發光二極管的年銷售量已超過20億美元,到2003年有望突破50億美元大關,LED市場前景廣闊,吸引了諸多廠商參與LED新產品的開發生產,市場競爭日趨激烈。
需求量將逐年增加
近年來,日本、美國、歐盟及韓國等政府,紛紛出臺了如“21世紀光計劃”、“下一代照明計劃”、“彩虹計劃”、“GaN半導體發光計劃”等規劃或計劃,鼓勵使用節能型光源。廣東虎門港公用事業服務中心葉瑞生先生表電子大屏幕示:“自2007年,上海、北京、烏魯木齊、重慶等城市爭相打造節能示范街道,LED路燈得到很大發展。
在2008年,在我國政府節能照明財政補貼政策的推動下,社會資本紛紛涌入節能照明產業使LED行業成為大的受益者。目前,我國新建的LED路燈數量約為50萬盞。2009年,僅廣東省就將在廣州、東莞等市建設總長1500公里、規模約10萬盞的LED路燈示范推廣工程。”
二、 體積小型化
隨時LED的進一步發展,向照明領域的不斷進軍,向民用市場的逐漸普及。大功率LED電源設計的小型化發展是一個必然的越勢,這對LED驅動器提出了新的課題。
T220C350系列驅動器,其PCB板的直徑僅為18.5mm,可以直接放入GU10的燈頭里。封裝成模塊體積僅為21.5X18mm,可以直接放入E26、E27的燈頭里。目前,該系列大能夠驅動12W的LED。
因此,在設計及選擇過程中,封裝及總體散熱能力是關鍵考慮因素。通常線性驅動器能并行配置以擴散熱耗散,或者必須裝配在有散電子大屏幕熱能力的封裝內。安森美半導體的NSI45030是一款CCR示例,這器件穩流電平為30 mA,是將CAT4201采用緊湊型雙端SOD123封裝而成的器件;CAT4201能支持高達1 A電流,具有調光控制接口,采用D2PAK封裝,能夠耗散大量功率。
圖1:并行配置30mA NSI45030 恒流穩壓器以提高電流能力示例
出于能效因素及靈活性,開關穩壓器被廣泛使用。這種方法成本較高,技術也較復雜,但能提供顯著優勢,如支持任何類型的輸入電壓與輸出電壓關系,且根據輸入/輸出條件,能效能夠高于90%。與線性穩壓器不同,
它們對電磁干擾(EMI)很敏感,給設計人員帶來另一項需要注意的設計約束。對于中到大功率應用或涉及寬輸入電壓范圍的應用而言,開關穩壓器是可行的選擇;且許多應用中優化了開關穩壓器型LED驅動器,從而應用LED調光控制。
由于LED發射的光與通過LED的電子大屏幕平均電流成正比,CCR同樣也提供調節光輸出的能力。通過模擬或數字脈寬調制(PWM)技術提供調光。模擬方法注入模擬信號至反饋電壓,從而使平均輸出電流減小。數字方法使用輸入PWM信號來抑制穩壓器的開關,并降低平均輸出電流。典型調光頻率介于200 Hz與1,000 Hz之間,因為人眼不能察覺頻率高于100 Hz時的細微變化。
三種基本的驅動器/穩壓器拓撲結構分別是降壓、升壓、降壓-升壓(又稱為單端初級電感轉換,簡稱SEPIC)。在降壓電路中,低輸入電壓(Vin)在所有工作條件下永遠高于LED串的大電壓,而在大輸入電壓始終低于LED串小電壓時使用升壓電路。由于恒流驅動器的升壓拓撲結構屬性,它要求額外的電路,用于LED開路及輸出短路保護。
圖1顯示了典型的LED降壓配置。注意跟傳統降壓架構不同,這配置中開關接地參考,LED串是浮接(floating)的。這拓撲結構基于*的臨界導電模式(CrM)降壓架構,即使沒有直接感測到流過LED串的電流,也會對LED平均電流進行穩流。
這類應用中可以采用安森美半導體的NCP1015自供電單片開關穩壓器。這顆器件集成了固定頻率(65/100/130kHz)電流模式控制器和700V的高壓MOSFET,提供構建強固的低成本電源所需的全部特性,如軟啟動、頻率抖動、短路保護、跳周期、大峰值電流設定點及動態自供電功能(無需輔助繞組)等。
圖3顯示的是NCP1015在隔離型1W-8W范圍AC-DCLED照明應用的電路示意圖。值得一提的是,NCP1015同樣可用于非隔離型(電電子大屏幕路中不含高頻變壓器)1W-8W范圍的AC-DCLED照明應用,電路中可以采用抽頭(tapped)電感來提高MOSFET工作的占空比,并改善系統能效及電路性能。
圖3:安森美半導體8 W LED驅動應用電路示電圖(輸入電壓為85至264 Vac)
2)8W-25WAC-DCLED照明應用
美國能源部(DOE)“能源之星”(ENERGYSTAR?)固態照明(SSL)規范中規定任何功率等級皆須強制提供功率因數校正(PFC)。這標準適用于一系列特定產品,如嵌燈、櫥柜燈及臺燈,其中,住宅應用的LED驅動器功率因數須大于0.7,而商業應用中則須大于0.9。但這項標準屬于自愿性標準,即可以選擇不遵從或是遵從電子大屏幕