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LED标牌和LED矩阵显示屏如何设计
引言
基于LED的标牌和矩阵显示屏为不断增长的室内外应用带来了更多的功能以及绚丽夺目的视觉效果。 LED技术的最新发展使人们很难分辨出自己看到的到底是其高质量显示屏的静止画面,还是传统的打印或绘制广告牌。本文将详细介绍LED显示屏系统的基本技术原理,以及使用分立LED灯泡阵列设计它们需要考虑的设计问题。
LED 驱动基础
首先,我们要对比不同的LED驱动电路,以确定最佳方案。
连接电压源
众所周知,LED 灯(或二极管)在具有足够正向电压(VF)时开始导通。导通时其正向电流通常会发光。根据这个基本知识可以得出图1a中的第一种选项,不过这样行不通。因为 LED 电流是其电压偏置的指数函数(公式1),LED 灯的光强度对该电压非常敏感。大多数情况下,大电流条件通常会将原本长寿命的LED变成昂贵的闪光灯泡。

下面是图1a行不通的原因所在。在公式1中,IS、RS是常数,取决于LED产品本身,与VT是热电压无关。假设串联电阻RS是理想值零,。

例如,。即使考虑实际RS值,。

图
支持流限电阻器的电压源
现在我们来看看图1b。添加一个限流电阻器RLIMIT来保护LED灯。由于有限流电阻器,因此该灯不会被烧坏。在视频显示器应用领域,这种方法在控制LED光强度方面仍然不够好。LED曲线和RLIMIT产生的负载曲线可决定其LED电流值。如红色或蓝色标记所示,该LED和电阻器分别存在制造误差造成的正向电压变化及电阻变化。这些误差因素会使LED电流(绿)产生不可忽视的变化。
恒流源
图1c采用恒流电路而非电阻器。该恒流驱动器电路可直接将LED电流调节为目标值。无论LED灯在制造过程中会产生多少VF变化,LED都会传导特定的电流值。LED灯的光强度与通过 PN 结点的电荷紧密相关,因此该恒流驱动器是从LED灯获得统一光输出的理想方法。
此外,我们都知道集成电路(IC)可提供良好的匹配电路对。这也是选择恒流法的另一个优势。图2是LED驱动器的基本输出级结构。市场上很多LED驱动器IC都有参考电流设置端 IREF,该参考电流