劉德堅

長運通光電技術(shù)有限公司

LED顯示屏的節(jié)能概念悄然掀起,，成為它最為吸引消費者眼球的亮點，也是近年來火爆增長的原因,。當(dāng)然,，經(jīng)過近幾年的瘋狂式增長,，目前這個行業(yè)也陷入了一種僵局以重新洗牌的困局。在這一困境之中,，必然有許多企業(yè)受此影響而元氣大傷,，甚至倒閉破產(chǎn),，當(dāng)然也會有許多企業(yè)因此而走出陰霾，獲得更為長遠(yuǎn)的發(fā)展,。這是行業(yè)的發(fā)展規(guī)律,，任何企業(yè)都逃脫不了這一劫難，如何在劫難中重生,，是每個企業(yè)當(dāng)前比較關(guān)注的問題。

圖1  Led顯示屏基本架構(gòu)

在這個節(jié)能呼聲極高的時代,，led顯示屏的進(jìn)一步節(jié)能又無可厚非的成為了這個行業(yè)追逐的支撐點,。很多企業(yè)在這一點上進(jìn)行各方面改良,，在一定程度上有所改進(jìn)，實現(xiàn)了節(jié)能的效果,，但是要實現(xiàn)更大意義上的節(jié)能,，還有很長的路要走，這需要整個行業(yè)的共同努力,。

最近市場上出現(xiàn)了為數(shù)不多的節(jié)能led顯示屏,通過對供電電源的改進(jìn)對于led顯示屏的節(jié)能效果起到重大的提升,，吸引了不少消費者的注意力,，并給予了相當(dāng)高的期待，很多l(xiāng)ed顯示屏廠家躍躍欲試,，準(zhǔn)備搶先引進(jìn)這一技術(shù),，獲得發(fā)展先機(jī)。在目前的技術(shù)基礎(chǔ)上,，節(jié)能led顯示屏的節(jié)能效果到底是如何實現(xiàn)的呢,？

我們以一個led小模塊來分析其耗電狀況！如圖2,，是一個以長運通光電推出的CYT62726為驅(qū)動芯片的led小模塊,，其供電電壓為5V,，先不計算外圍器件的功耗，因為它們在整個屏中所占的比重極小,，那整個屏所耗的功率都在燈上,，先計算燈點功率為Pled=n*Uvf*Iled（n為通道數(shù)，Uvf為led燈點的壓降,，Iled為設(shè)定的電流值）CYT62726驅(qū)動IC的管腳壓降一般為0.6V左右,，紅綠藍(lán)燈點的壓降分別為1.8V,，3.0V,，3.0V如此那每個通道只需4V（3.0+0.6V）即可正常工作,，保守一點可以設(shè)置成紅燈通道2.8V，藍(lán)綠通道3.8V而實際上我們的供電電壓都為5V,，就相當(dāng)于增加了1V*Iled的功耗在IC內(nèi)部,，所以如上可以設(shè)想只

圖2  CYT62726驅(qū)動led小模塊

要將供電電源下降至紅2.8V,，綠3.8V，藍(lán)3.8V,，我們就可以省去那加在IC通道上的1V*Iled功耗,，在其他器件不變的情況下便可實現(xiàn)led顯示屏節(jié)能至少15%以上，再加上本身對led屏散熱要求的降低也能實現(xiàn)一定程度上的節(jié)能,，這對于一個大屏來說已經(jīng)是一個相當(dāng)大的數(shù)字了,，相信客戶會樂于接受！

我們可以進(jìn)一步剖析其節(jié)能原理,！

首先，從供電電源來看,，如圖3是一個傳統(tǒng)的開關(guān)電源原理圖,，如果要將5V降為4V,，整流肖特基正向壓降所占輸出電壓比重必然增加,，開關(guān)電源輸出電壓越低，因整流肖特基正向電壓比重越高（其比重X=V壓降/V輸出,，輸出從5V降為4V,加入其壓降為0.5V,則其比重將從0.1上升為0.125,，提高25%）,，電源輸出效率就越低，這對于LED屏幕整體節(jié)能效果并不明顯,，所以采用這一電源設(shè)計原理顯然是是無法實現(xiàn)電源工作效率的提升,。同時,，5V是標(biāo)稱值電壓，在市場運用上已經(jīng)相當(dāng)成熟,，啟用新的開關(guān)電源電源電壓,，降低效率的同時只會增加成本，品質(zhì)也難保障,，實現(xiàn)有困難,。

電源的設(shè)計是一個比較成熟的領(lǐng)域,，可以采用另外一種設(shè)計思路實現(xiàn)度顯示屏的供電，例如同步整流技術(shù),?；驹砣鐖D4,，Q10為功率MOSFET，在次級電壓的正半周,，Q10導(dǎo)通,，Q10起整流作用；在次級電壓的負(fù)半周,，Q10關(guān)斷，同步整流電路的功率損耗主要包括Q10的導(dǎo)通損耗及柵極驅(qū)動損耗,。當(dāng)開關(guān)頻率低于60KHz時,，導(dǎo)通損耗占主導(dǎo)地位；開關(guān)頻率高于

60KHz時,，以柵極驅(qū)動損耗為主,。在驅(qū)動較大功率的同步整流器時，要求柵極峰值驅(qū)動電流IG(PK)≥1A時,，還可采用CMOS高速功率MOSFET驅(qū)動器,。同步整流替代肖特基整流后,，可以有效減小在輸出功率中消耗的比例。采用同步整流技術(shù)是必須的,。

在選擇AC/DC開關(guān)電源時,，可以選用半橋或全橋新技術(shù)，這樣可以使開關(guān)電源效率提升到90%以上,。當(dāng)然這些技術(shù)應(yīng)用，給led顯示屏供電是可以將電壓降至最佳狀態(tài),，同時電源的效率也能達(dá)到高效率水平,，因此采用新的電源技術(shù)給led顯示屏供電是可以達(dá)到顯著節(jié)能的效果,。電源成本也肯定會有一些增加，

圖3  傳統(tǒng)的開關(guān)電源原理圖              

圖4 反激單端降壓式同步整流器的基本原理圖 

其次,，我們可以仔細(xì)的研究一下led屏幕驅(qū)動IC,，如圖5所示輸出端為一個MOS開關(guān)管（如圖6）,，控制輸出端口的關(guān)或者開，輸出端口壓降即VDS =0.65V左右,，這是工藝和材料所決定,，要把VDS  降為0.2V甚至0.1V,，本身所需的面積必然增大。在MOS管的結(jié)構(gòu)中可以看到,，在GS,，GD之間存在寄生電容，而MOS管的驅(qū)動,，實際上就是對電容的充放電。這個充放電的過程是需要段時間的,，面積如果增加,，在MOS管上的寄生電容也會隨之增大，如此,，導(dǎo)致的后果就是整個IC的端口響應(yīng)速度下降,，這對于一個LED屏幕驅(qū)動IC將是致命的弱點,，因此，想從IC上入手,，把轉(zhuǎn)折電壓降低,，同時使驅(qū)動IC有足夠的響應(yīng)速度，起決定作用的是工藝,，這是是難以實現(xiàn)的。有人認(rèn)為可以采用其他的設(shè)計原理,，但是如果是恒

圖5  LED屏幕驅(qū)動IC內(nèi)部方框圖

流IC，內(nèi)部電路是可能不一樣,，但是通道端口的開關(guān)管是必須存在的,，所以即使采用其他的設(shè)計原理,，要想達(dá)到電壓下降的目的也是難以實現(xiàn)的。

                                  圖6  MOS管

綜上所述,，led節(jié)能顯示屏的實現(xiàn)主要是從供電電源上著手,，在現(xiàn)有的LED顯示屏上直接采用半橋或全橋高效率開關(guān)電源,，再加上同步整流節(jié)能效果顯著。給驅(qū)動IC恒流的狀態(tài)下盡量的減小電源電壓,，通過紅綠藍(lán)各管芯分開供電來達(dá)到更好的節(jié)能效果,。當(dāng)然這種非標(biāo)準(zhǔn)電壓電源和新技術(shù)的應(yīng)用成本必然有所上升。從屏幕驅(qū)動IC上看,，節(jié)能并不明顯，減小驅(qū)動恒流壓差還會帶來包括成本在內(nèi)的新的問題,。部分IC企業(yè)宣傳驅(qū)動節(jié)能設(shè)計,，無非是出于銷售策略而已,。

                                                 2011.11.24