上海西门子电源中国一级经销商
近年来，我国LED显示屏的产量正以年均25%的速度迅速增长，2010年的市场销售额已达到125亿元。国产LED显示屏的市场占有率已接近，部分产品还打入国际市场。
2．LED显示屏的主要特点
与彩色LCD显示屏、像元管（亦称扁平CRT）显示屏、磁翻板显示屏、等离子体显示器（PDP）及CRT投影仪相比较，LED显示屏具有以下特点：
（1）LED显示屏分室内屏、户外屏、单色屏、双色屏、全彩色屏等多种规格。
（2）LED显示屏的屏幕面积大，可达几十平方米甚至几千平方米。
（3）可视距离远。户外高亮度LED显示屏的可视距离可达几十米至几百米。
（4）LED的响应速度极快，可避免LCD在播放高速动画或视频节目时出现拖尾现象。
（5）LED的工作电流可以调整，当环境亮度发生变化时通过自适应调光，可使LED背光源的亮度达到佳值，实现节电目标TPS61195支持多种调光方式：种方式是从DPWM引脚输入外部可控制占空比的PWM信号，调光信号的频率可通过调光电阻器进行编程；第二种方式是通过SMBus接口进行调光；第三种方式是选择模拟调光，将输入PWM占空比信号转换为模拟信号，再去控制白光LED的电流，亮度变化范围是1%～。TPS61195采用QFN—28封装，外型尺寸仅为4mm×4mm。
由TPS61195构成的大屏幕LCD背光源电路如该电路属于升压式变换器。C1、C4为输入电容器，C3为输出电容器。L为储能电感，VD为1A/50V的肖特基整流管。OVP为过电压保护引脚，由R5、R6构成的精密电阻分压器用于设定过电压保护阈值。R4为设定调光频率的外部电阻，当R4=953kΩ时，调光频率设定为210Hz（典型值）；当R4分别为200、100kΩ时，所对应的开关频率依次为1、2kHz。R1用来设定每只LED的满量程电流，ILED=1060×（1.229V/R1），当R1=65kΩ时，ILED=20.0mA。R3为开关频率设定电阻，开关频率设定范围是600kHz～1.0MHz，当R3=523kΩ时，开关频率为1.0MHz。R2为设定PWM内部时钟工作周期的电阻，一般取43.2kΩ。EN为TPS61195的使能端，该端经R7接高电平时允许使用SMBus接口，接低电平时禁用SMBus接口。PWM信号经过R8接DPWM端，PWM信号频率的允许范围是200Hz～20kHz。TPS61195的SDA、SCL引脚接MCU的端口。设计印制板时模拟地（AGND）与功率地（PGND1、PGND2）应分开布线。
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（6）LED是工作在低电压的绿色环保型照明灯，其能耗比CCFL低30%～50%，并且使用安全，没有汞污染。
（7）因LED背光源的工作电流较小（一般仅为几十毫安），故使用寿命可达100 000h，即使24h不间断工作，也能连续使用11.4年之久。相比之下，CCFL背光源的使用寿命仅为30 000～40 000h。
（8）外观超薄。液晶电视薄部分的厚度，与背光模块有很大关系。薄的LED背光模块厚度仅为1.99cm，符合时尚化要求。侧光式LED背光模块的厚度要比直下式及侧光式CCFL还要薄。
三、LED背光的驱动电路
与LED照明一样，LED背光源也需要配驱动电路。通常，小屏幕LCD可选用线性恒流调节器或通用小功率LED驱动器；大屏幕LCD需配专用大功率LED背光驱动器，典型产品有美国德州仪器公司（TI）生产的TPS61195型8通道白光LED驱动器。TPS61195属于带SMBus接口的8通道升压式白光LED（WLED）驱动器，特别适用于大屏幕LCD的背光源。其输入电压范围是+4.5～21V，内部集成了2.5A/50V的MOSFET，可驱动8路、总共包含96只白光LED的灯串。每个灯串多可包含12只白光LED，总输出电流为8×30mA，每路LED驱动电流的匹配精度可达1%。它能在600kHz～1MHz范围内对开关频率进行编程。芯片具有白光LED开路保护、短路保护、可编程的输出过电压保护、过热保护、软启动等功能。5000h），在操作时应注意防止触电。
（2）CCFL背光。CCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamp）是冷阴极荧光灯的简称。其工作原理是当高压加在灯管两端时，灯管内少数电子高速撞击电极后产生二次电子发射，进行放电而发光。它因阴极温度较低而称之为冷阴极。其优点是亮度高，可根据三基色的配色原理显示各种颜色；缺点是工作电压高（电压有效值为500～1000V）、工作频率高（40～80kHz）、功耗较大、工作温度范围较窄（0～60℃）。CCFL内部存在汞蒸汽，一旦破裂后会对环境造成污染。为提高灯管的寿命和发光效率，一般采用交流正弦电压驱动。
（3）LED背光。其优点是亮度高、光色好、无污染、功耗低、寿命长、体积小、工作温度范围较宽（-20～70℃），有望取代传统的EL、CCFL背光。LED背光的缺点是使用LED数量较多，发热现象明显，必须解决好散热问题。目前LED背光源的制造成本较高，在屏幕尺寸相同的情况下，采用LED背光的屏幕要比CC导体照明术语》（SJT11395—2009），LED的寿命是指在规定工作条件下，光通量（或光输出功率）衰减到初始值的50%（或70%）时的工作时间（单位是h）。
“能源之星（ENERGY STAR）”是由美国政府主导、主要针对消费性电子产品的能源节约计划。该计划将L70列为考核LED未统一。从表面看，将LED照明灯的寿命考核指标从70%放宽到50%，仅仅改变了20%；但LED的光衰曲线是按指数规律衰减的，因此二者相差的远超过一倍，与国际上的“高指标”（70%）相比，国内提出的“低指标”（50%）却能大大“延长”LED的寿命。很显然，“能源之星”规定的15 000～25 000h寿命是“实指标”；而国纹波电流通过时仍会产生功耗，导致其壳内温度不断升高。铝电解电容器的寿命随工作温度（即壳内温度）升高而急剧下降。普通铝电解电容器在连续工作条件下的寿命估算曲线如图1—4—3所示。由图可见，当工作温度为75℃时寿命约为16 000h，85℃时降至8000h，95℃时只有4000h，100℃时约为2000h。而安装在LED路灯中的驱动电源，由于散热条件差，夏季炎热天气的地面温度可能高达60～70℃，致使驱动电源内铝电解电容器的温度很可能接近100℃，使其实际寿命大为缩短，严重影响整个灯具的寿命。铝电解电容器的高工作温度一般为105℃，必要时可选高温铝电解电容器，后者能承受140℃的高温。内某些产品宣称其寿命可达50 000h、甚至100 000h，这是在充分散热、芯片结温和热阻足够低的理想情况下不切实际的“虚指标”。尽管这样的LED照明灯“看上去很美”，但实际寿命远远达不到要求。
需要指出，LED的光衰曲线与被测产品的材料、制造工艺、性能等因素有关。不同厂家给出的光衰曲线存在较大差异，这属于正常现象。
三、驱动电源对LED灯具寿命的重要影响
驱动电源对LED灯的寿命起到关键作用。往往会出现这种情况：检修LED灯具时发现LED灯并未损坏，而是驱动电源出现故障。通常LED灯的正常使用寿命远高于驱动电源的寿命。例如，Cree公司的XLamp系列产品寿命可达50 000h，而驱动电源的正常寿命约20 000h，因此LED灯具的长寿命主要取决于驱动电源，在LED照明系统中薄弱的一环往往是驱动电源。灯寿命的一项标准。L70是把光通量从初的1.0（相当于）衰减到不低于0.7（相当于70%），定为LED灯具的寿命期。其衰减量不超过0.3（相当于30%）。按照2010年8月生效的能源之星整体式LED灯认证要求，符合L70标准的整体式LED灯的短使用寿命如下：
（1）标准LED灯、非标准LED灯及LED全方向灯：25 000h。
（2）其他LED灯（含LED装饰灯以及用于取代现有白炽灯和荧光灯的LED替换灯）：15 000h。
美国科瑞（Cree）公司给出大功率白光LED的光衰曲线如图1—4—2所示。由图可见，相对光通量的衰减（即光衰）与LED的结温（Tj）关系密切，Tj越高，出现光衰的时间越早，LED寿命越短。当Tj=55℃时，相对光通量降至70%（下同）的寿命可超过100 000h（当然这是难以实现的，实际结温远高于55℃）。Tj=75℃时寿命减少到50 000h。Tj=9选择的选择尤为重要，在取样回路中，既要考虑负载电流产生的压降，也要考虑整流或续流电路产生的脉冲电流对取样的影响。取样点应该尽量选择在输出端子的两端，以便得到好的负载调整率。降压式变换器亦称Buck变换器，是常用的DC/DC变换器之一。降压式DC/DC变换器能将一种直流电压变换成更低的直造成LED光衰的原因很多，一是LED芯片的老化，二是荧光粉的老化，三是因散热不良而使LED芯片和荧光粉提前衰老，出现严重的光衰。另外还可能是LED的材料及生产工艺存在问题。但起关键作用的是LED芯片的结温。结温是指LED器件中主要发热部分的半导体流电压。例如它可将＋24V电源变换成＋15V、＋12V或＋5V电源，并且在变换过程中的电源损耗很小，在分布式电源系统中经常会用到。
7．安装调试光有一部分被荧光粉所吸收，另一部分蓝光则与荧光粉发出的黄光混合成白光。其光谱可覆盖整个可见光区域LED照明是继火光照明、白炽灯照明、荧光灯照明之后，人类照明史上的第四次革命。LED照明具有低功耗、高亮度、耐震动、寿命长、外形尺寸小、响应速度快、对环境无污染等显著优点，可广泛用于室内及室外照明、装饰照明、汽车照明、道路照明等领域。LED照明亦称半导体照明或