LED显示屏电路基础知识讲解

LED显示屏电路基础知识讲解讲解人：戴奇华部门：中试测试部日期：2016-06-13讲解内容一、命名二、灯驱合一板组成三、LED灯驱动原理四、白平衡计算五、成像原理六、LED显示屏电路问题一、命名1、LED产品点间距（mm）模组尺寸（mm）单板灯珠数量X1010.6666320*320900N55.1428288*28831362、LED显示屏LED是发光二极管的简称，是LightEmittingDiode的英文缩写。是一种半导体二极管，可以把电能转化成光能。发光二极管是由一个PN结组成，具有单向导电性。一个阳极一个阴极。LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。它采用低电压扫描驱动，具有如下优点：1、耗电低；2、使用寿命长；3、成本低；4、亮度高；5、视角大；6、可视距离远；7、规格品种多。关键参数：像素点间距二、灯驱合一板组成1、LED灯驱合一板由LED灯、PCB板、驱动控制电路、连接器等组成。LED灯种类封装分类厂家分类贴片LED0808CREE1010日亚1515国星1818晶台1921安普光2121（2020）信达2727亿光3030欧司朗3528木林森3535宏齐5050插件LED346546二、灯驱合一板组成2、PCB3、IC灯驱合一板由LED灯、PCB板、驱动控制电路、连接器等组成。名称板层分类材质分类PCB板二层板FR-1：纸基覆铜板四层板FR-4：双面玻纤板六层板CEM-1：单面玻纤复合板八层板CEM-3：双面半玻纤复合板厂家功能聚积明阳日月成茂达得倍NXP、TI、ST、PHILIPSWINBOND恒流ICMBI5166、MBI5153MY9168、MY9269SUM2017、SUM2032行电压控制ICAPM4953D4973Buffer（缓冲）74HC245译码IC74HC138、74HC154存储ICW25X404M单片机STM32F030C8T6消影延时IC74HC123、CD4067二、灯驱合一板组成4、其他电子物料灯驱合一板由LED灯、PCB板、驱动控制电路、连接器等组成。电阻：R单位：Ω（欧姆）作用：限制电流电容：C单位：F（法拉）作用：隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换等电感：L单位：H（亨利）作用：把电能转化为磁能而存储起来二极管：D特点：单向导电分类：检波二极管、整流二极管、稳压二极管、变容二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等。12345678910111213141516ABCD16151413121110987654321DCBATitleNumberRevisionSizeEDate:13-Jun-2016SheetofFile:E:\PCB\A1688+X16PCB\MyDesign.ddbDrawnBy:VDD4953行电压管理行控制信号电源输入G2B1R3645LED+-MBI5166恒流ICB控制信号MBI5166恒流ICG控制信号R控制信号MBI5166恒流IC+-+-三、LED灯驱动原理1、扫描电路基本原理框图12345678910111213141516ABCD16151413121110987654321DCBATitleNumberRevisionSizeEDate:12-Jun-2016SheetofFile:E:\PCB\A1688+X16PCB\MyDesign.ddbDrawnBy:G2B1R3645LED11G2B1R3645LED12G2B1R3645LED13G2B1R3645LED14G2B1R3645LED15G2B1R3645LED21G2B1R3645LED22G2B1R3645LED23G2B1R3645LED24G2B1R3645LED25H1H212345678Q1APM4953AinBin12345678PR1排阻SERCLKLATQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q9Q10Q11Q12Q13Q14Q15ENSOEXTUR1MBI5166SERCLKLATQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q9Q10Q11Q12Q13Q14Q15ENSOEXTUG1MBI5166SERCLKLATQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q9Q10Q11Q12Q13Q14Q15ENSOEXTUB1MBI5166GR1R1inB1inG1inLATinCLKinOEinLATinCLKinOEinR1outG1outB1outLATinCLKinOEin12345678PR2排阻BR1GR1+5V+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-三、LED灯驱动原理2、扫描电路原理四、白平衡计算产品点间距灯珠型号模组尺寸像素点扫描X55.208333FM-Z2727RGBA-SH250*281.2548×541/6白色总亮度/m²=（R亮度+G亮度+B亮度）*（像素点/m²）*亮度有效率/几扫有校正时，80%为色度校正余量；有透光面罩时，87%位面罩透过率；白色总亮度中，R亮度/G亮度/B亮度分别为3/6/1.1、白平衡亮度计算公式2、实例计算白色总亮度/m²=（R亮度+G亮度+B亮度）*（像素点/m²）*亮度有效率*80%*87%/几扫五、成像原理基础5*7点阵字显示原理：LED灯珠排列1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeADate:6-Jun-2016SheetofFile:E:\PCB\A1688PCB\MyDesign.ddbDrawnBy:G2B1R3645LED11G2B1R3645LED12G2B1R3645LED13G2B1R3645LED14G2B1R3645LED15G2B1R3645LED21G2B1R3645LED22G2B1R3645LED23G2B1R3645LED24G2B1R3645LED25G2B1R3645LED31G2B1R3645LED32G2B1R3645LED33G2B1R3645LED34G2B1R3645LED35G2B1R3645LED41G2B1R3645LED42G2B1R3645LED43G2B1R3645LED44G2B1R3645LED45G2B1R3645LED51G2B1R3645LED52G2B1R3645LED53G2B1R3645LED54G2B1R3645LED55G2B1R3645LED61G2B1R3645LED62G2B1R3645LED63G2B1R3645LED64G2B1R3645LED65G2B1R3645LED71G2B1R3645LED72G2B1R3645LED73G2B1R3645LED74G2B1R3645LED75H1H2H3H4H5H6H7五、成像原理基础5*7点阵字显示原理：显示效果111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111六、LED显示屏电路问题EMC：电磁兼容，包含电磁干扰（EMI）和电磁抗扰度（EMS）布线不均匀：低灰暗行、色块、亮暗线1、PCB设计问题2、电路问题鬼影：在驱动下一行时，上一行出现暗亮的现象我们称之为“鬼影”。原因在于：上一行线关断的时候，电路中残留的电量无处释放，只通过LED发光的形式释放，形成鬼影。毛毛虫：在扫描屏中如果其中一颗灯击穿，在这颗灯所在列的其它灯始终处于高亮显示状态。浅谈LED扫描屏鬼影和毛毛虫为了降低系统成本，减少驱动芯片的个数，满足高密度屏的需求，减少元器件的个数，厂家们在LED扫描屏上使用了动态扫描。但是在使用动态扫描时，也给显示屏带来了一些问题，其中就有鬼影的出现。首先，我们介绍下扫描屏鬼影的产生。扫描分为行扫和列扫，我们这里主要介绍行扫产生的鬼影。系统在不同的时间，分别驱动扫描行线。在驱动下一行时，上一行出现暗亮的现象我们称之为“鬼影”。原因在于：上一行线关断的时候，电路中残留的电量无处释放，只通过LED发光的形式释放，形成鬼影。鬼影现象，在小点间距LED显示屏中表现尤为突出。如何消除鬼影？既然我们知道鬼影的产生的原因，那么我们就有办法的消去它。既然是电通过LED灯释放，那么我们在行线上接一个对地的电阻对行线放电，这样不就搞定了吗？对，这样能很好的去掉鬼影的问题，但随之而来的另一个现象就出现了：毛毛虫现象。先解释下什么叫毛毛虫现象，就是在扫描屏中如果其中一颗灯击穿，在这颗灯所在列的其它灯始终处于高亮显示状态。这又是什么原因造成的呢？我们从下面的图1中进行分析：图1如上图列上有一颗灯击穿，例如D4，就相当于此段通路列上其它灯，如D8，D12，D16上的电流会经过这颗击穿的灯D4和电阻R1到地形成通路，造成整列高亮。在LED灯质量不能保证的情况下，这将是对LED屏致命的打击。似乎我们看到这两种现象是矛盾关系，此消彼长。然而我们有没有一种办法然让这两种现象同时消除呢？答案是肯定的。首先我们肯定是不能在行线上加电阻，我们得寻找一种元器件，能在行线关断以后快速泄放掉行线残余电量，重新恢复关断状态。基于上述的考虑：我们使用了一款叫4051的IC器件，具体使用如下图2：