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LED显示屏设计制作和使用中节能问题 　　摘要：文章就LED显示屏设计制作和使用中的节能问题从电源配置、LED灯的选择问题、显示屏的安装使用环境等三个方面进行了讨论，以期能对LED显示屏的设计制作和使用起到一定的参考作用。 　　关键词： LED；LED显示面板；节能 　　中图分类号：TN312+.8 文献标识码：B 　　引 言 　　近年来LED显示屏的应用非常广泛，市场规模快速增大。但是根据笔者对于市场上LED显示屏产品的了解，不少产品在设计制作方面对于节能问题不够重视，而很多用户在订购产品时对能耗问题也不甚了解。实际上，虽然LED器件以其节能和寿命长而著称，但是在显示屏产品的设计制作过程中，如果方法不当，仍会造成能源的极大浪费。对于节能问题忽视的直接后果就是能源的浪费、LED亮度衰减加快、器件寿命缩短、显示屏寿命降低。下面我们从五个方面来讨论显示屏设计制作和使用过程中的节能问题。 　　1 电源配置问题 　　LED显示屏对电能的消耗是很大的，特别是大型户外显示屏。很多显示屏的功率高达几十千瓦，甚至上百千瓦，所以节电问题就显得很重要。下面我们针对不同类型的显示屏分别讨论如何进行电源配置，以达到节能效果。 　　1.1 恒流静态实像素显示屏 　　此类显示屏的像素构成目前以两红一纯绿一纯蓝为主，绿灯与蓝灯的电路连接如图1所示，红灯的电路连接如图2所示。 　　由图1可见，如果要LED灯正常发光，应有VLEDVF+Vout。其中VF为LED灯的正向导通电压，Vout为列驱动电路输出端为低压状态时的电压。纯绿灯和纯蓝灯的VF一般为3.2～3.5V，Vout一般为0.5V，所以VLED应大于4V即可。如果VLED小于4V的话，电路可能不能正常工作，恒流效果失效。但是如果VLED远大于4V，由于流过LED灯的电流恒定，则多余的电压将由列驱动电路调节消耗，产生大量热量，所以VLED应略大于4V即可。 　　由图2可见，两个红灯是串联的，如果要两个LED灯正常发光，应有VLED2VF+Vout。其中VF为每个红灯的正向导通电压，Vout为列驱动电路输出端为低压状态时的电压。红灯的VF一般为1.8～2V，Vout一般为0.5V，所以有VLED2×2+0.5=4.5（V）。同上分析原因，VLED应略大于4.5V即可。 　　图1和图2中的VDD是???动器件的工作电压， 一般器件要求为5V。综合上述讨论，对于这种类型的显示屏，驱动器件的工作电源和红灯驱动电源，均可用5V的直流电源，而绿灯和蓝灯应采用4V的直流电源。和单一采用5V的电源相比，可节能10%以上。 　　1.2 恒流静态虚拟素显示屏 　　此类显示屏的像素构成目前也是以两红一纯绿一纯蓝为主，红灯、绿灯、蓝灯的电路连接方式均如图1所示，与图2不同的是每个像素中的两个红灯分别由两个不同的列驱动电路驱动，即驱动电路的每个输出端只驱动一个红灯。此时对红灯而言，应有VLEDVF+Vout=2+0.5=2.6（V）。考虑画图和接线原因，红、绿、蓝三种灯可共同选用4V的直流电源，和单一采用5V的电源相比，可节能20%以上。 　　1.3 恒流扫描显示屏 　　此类显示屏的像素构成目前主要是以一红一绿一蓝为主，每种颜色的电路连接如图3所示。需要指出的是，图中虽然只有一种颜色的驱动电路，但是行驱动三极管是三种颜色共用的，所以VLED只需考虑绿管即可。 　　由图3可见，应有VLEDVS+VF+Vout=1.0+3.5+0.5=5.0（V），其中VS为三极管饱和压降。可采用单一5V的电源，无节能余地。 　　1.4 非恒流扫描显示屏 　　此类显示屏主要为室内双基色显示屏，其像素构成目前主要是以一红一普绿为主，每种颜色的电路连接如上图3所示。同样，行驱动三极管是两种颜色共用的，所以VLED只需考虑绿管即可。普通绿管的正向导通电压VF为2.2V，所以应有VLEDVS+VF+Vout=1.0+2.2+0.5=3.7（V）。 　　由于驱动器件为恒压器件，如74HC595，所以当VLED过高时，LED管的正向电压就会增大很多，流过LED管的电流随之增加很多，功耗也就随之增加很多。 　　由于此类显示屏大多采用单一直流5V电源供电，所以安装调试时在保证显示屏正常工作和亮度满足的条件下，尽可能将电源电压下调，以降低功耗，一般可节电10%～15%。 　　另外，如果在设计中采用低压器件，也可以达到节能的目的。 　　2 LED灯的选择问题 　　LED灯的品质参数对显示屏的功耗也有重要影响，主要表现有如下两点。 　　2.1 红灯的正向导通电压 　　在恒流静态实像素显示屏中，两个红灯是串联关系，单个红灯的正向导通电压如果由2V变为2.5V，则红灯的VLED2.5×2+ 0.5=5.5（V），可见显示屏所需功率也要随之增加。在实际应用中我们发现，正向