Какое напряжение на подсветке монитора

Обновлено: 02.07.2024

Эта статья о входах напряжения ЖК-дисплея была предоставлена Полом Хэем, инженером-электриком.

Объяснение VCC, VDD, VSS, VEE, V0

Монохромные символьные, графические и статические дисплеи требуют различных входных напряжений. Все различные символы напряжения ЖК-дисплея могут сбивать с толку, но, хотите верьте, хотите нет, в этом безумии есть система.

Напряжение ЖК-дисплея: основы питания ЖК-дисплея

Напряжения VCC, VDD, VSS и VEE используются для описания напряжений на различных общих клеммах источника питания. Различия между этими напряжениями связаны с их происхождением в транзисторных схемах, для которых они изначально использовались.

Эта терминология напряжения ЖК-дисплея возникла из-за выводов транзисторов каждого типа и их общих соединений в логических схемах. Другими словами, VCC часто применяется к коллекторам BJT (транзистор с биполярным переходом), VEE к эмиттерам BJT, VDD к стокам FET (полевых транзисторов) и VSS к истокам FET. В большинстве спецификаций микросхем CMOS (комплементарный металл-оксид-полупроводник) теперь используются VCC и GND для обозначения положительных и отрицательных контактов питания.

Обычно VCC и VDD используются для положительного напряжения, а VSS и VEE — для земли.

ЖК-дисплеи: что означают буквы C, D, S и E?

В эпоху плейстоцена (1960-е или ранее) логика реализовывалась с помощью биполярных транзисторов. NPN (отрицательный-положительный-отрицательный) использовались, потому что они были быстрее. Имеет смысл назвать положительное напряжение питания VCC, где «C» означает коллектор. Отрицательный источник был назван VEE, где «E» означает эмиттер.

Когда появилась транзисторная логика FET, использовалось аналогичное соглашение об именах, но теперь положительное питание было VDD, где «D» означает сток. Отрицательное предложение было названо VSS, где «S» означает источник. Теперь, когда CMOS является наиболее распространенной логикой, это не имеет смысла. «C» в CMOS означает «дополнительный», но соглашение об именах все еще сохраняется. На практике сегодня VCC/VDD означает положительное напряжение питания, а VEE/VSS — отрицательное питание или заземление.

Почему VDD, а не просто VD?

Условное обозначение VAB означает потенциал напряжения между VA и VB. Соглашение об использовании трех букв также использовалось для обозначения опорных напряжений источника питания и земли. В некоторых случаях процессор может иметь как аналоговый, так и цифровой источник питания. В этом случае используются VCCA/VCCD и VSSA/VSSD. Другая причина появления трех букв заключается в схеме NPN с нагрузочным сопротивлением между коллектором и VCC. VC будет напряжением коллектора. В этом случае VCC является положительным напряжением источника питания и будет выше, чем VC.

Ниже приведена спецификация символьного ЖК-дисплея:

Первый контакт называется VSS, который также является GND. Второй контакт — это VDD, или положительное питание.

Примечание. Большинство сегментных, символьных и графических дисплеев работают с напряжением VDD 5 В или 3,3 В. Можно управлять дисплеем всего лишь с 3,0 В, но модуль может работать не очень хорошо при более низких температурах. Чем ниже температура окружающей среды, тем больше энергии требуется для привода сегментов.

Контакт три (3) — это Vo и разница в напряжении между VDD и VSS. Это напряжение ЖК-дисплея регулируется для обеспечения максимальной контрастности. Регулировка может быть выполнена с помощью постоянного резистора или переменного потенциометра. Многие продукты имеют микропрограммы, которые отслеживают температуру и автоматически регулируют контрастное напряжение.

Что такое V0 на ЖК-дисплее?

В жидкокристаллическом дисплее (ЖКД) параметр V0 используется для изменения яркости или контрастности экрана. Проще говоря, контрастность — это отношение светлых областей к темным областям ЖК-дисплея. Обычно это делается в производственных условиях со значениями, оптимизированными для большинства пользователей. Температура может оказывать нежелательное влияние на яркость дисплея, и по этой причине в соответствии с пожеланиями пользователя используется переменный резистор или потенциометр.

Ниже приведена спецификация символьного ЖК-модуля 16x2, в которой показаны различные рекомендуемые напряжения питания. Напряжение ЖК-дисплея может варьироваться от MIN (минимальное) до TYP (типичное) и до Max (максимальное).

Примечание: чем ниже температура, тем выше напряжение ЖК-дисплея.

< /p>

Что произойдет, если напряжение питания ЖК-дисплея слишком низкое?

Если подаваемое напряжение ЖК-дисплея падает слишком низко, дисплей «недостаточно активен» и будет отображать «серые» сегменты.Чем меньше напряжение ЖК-дисплея падает ниже допустимого порога, тем ниже будет контрастность.

Что произойдет, если напряжение питания ЖК-дисплея слишком высокое?

Если ЖК-дисплей перегружен, вы можете увидеть ореолы. Здесь сегменты, которые не должны быть «включены», выделены серым цветом. Они не такие темные, как сегменты, которые должны быть включены, но их можно увидеть, и это может сбить с толку конечного пользователя.

Подключение питания для индивидуального ЖК-дисплея

Бывают случаи, когда покупателю необходимо заменить дисплей, который был снят с производства или закончился срок службы предыдущего поставщика ЖК-дисплеев. Распиновка предыдущего ЖК-дисплея может отличаться от стандартного стандартного дисплея Focus. Это не большая проблема, которую нужно решить.

Focus Displays изменит дизайн печатной платы, чтобы она соответствовала старой распиновке заказчика. Это сэкономит время и деньги заказчика, так как ему не потребуется перепроектировать свою печатную плату.

Подключение питания светодиодной подсветки

Светодиодная подсветка работает от постоянного тока и может питаться от любого из трех мест. Самый популярный вариант — от контактов 15 и 16. Второй по популярности вариант — питание от разъемов «A» и «K» на правой стороне печатной платы.

Третий вариант — подавать питание с контактов 1 и 2. Это то же самое место, откуда ЖК-дисплей получает питание. Focus не рекомендует этот вариант и может изменить печатную плату, чтобы клиент мог подключить подсветку из другого места.

ЖК-входы напряжения и насосы заряда

Многим ЖК-модулям требуется более одного внутреннего напряжения/тока. Это может потребовать от клиента предоставления необходимых исходных данных. Им может потребоваться питание 3 В, 5 В, 9 В, -12 В и т. д.

Решение этой проблемы — интегрировать в схему ЖК-дисплея зарядный насос (или усилительную схему). Это решение работает в большинстве приложений, но если продукт будет работать во внутренней среде, необходимо позаботиться о компоновке печатной платы.

Искробезопасные ЖК-дисплеи — это жидкокристаллические дисплеи, предназначенные для работы в условиях, когда дуга или искра могут вызвать взрыв. В этих случаях нельзя использовать зарядовые насосы. На самом деле общая емкость дисплея должна быть сведена к минимуму.

Focus Display Solutions не производит дисплей с пометкой «Искробезопасный», но мы разрабатываем ЖК-дисплей в соответствии с требованиями инженера. Для удовлетворения требований инженера-проектировщика дисплей может содержать два или три независимых входа. Focus может перепроектировать печатную плату и разместить дорожки, чтобы учесть эти дополнительные входы.

Ваш ЖК-дисплей снят с производства или устарел? Вам нужен новый поставщик?

Focus Display Solutions может провести обратный инжиниринг и разработать эквивалентный ЖК-дисплей.

Подсветка флуоресцентных дисплеев с холодным катодом сравнивается/сопоставляется со светодиодной подсветкой, и обсуждаются различия в схемах драйверов для обоих.

Типичная подсветка ЖК-дисплея может состоять из одной или нескольких флуоресцентных ламп с холодным катодом (CCFL) или массива светодиодов (LED). Пример каждого из них показан на рис. 1. Качество изображения задней подсветки сильно зависит от драйвера задней подсветки. В этой статье мы обсудим соображения, которые можно сделать для CCFL и светодиодов, а также как включить оба типа подсветки.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О CCFL
Подсветка CCFL является наиболее распространенной технологией подсветки и используется в дисплеях с диагональю от 5,7 до 23 дюймов и более. Они могут иметь от одной до 24 или более ламп, установленных вдоль края ЖК-дисплея или равномерно распределенных по всей задней части дисплея.

Обычно яркость регулируется путем модуляции тока CCFL или рабочего цикла лампы. Базовым драйвером является преобразователь постоянного тока в переменный, питаемый от 5 до 48 В постоянного тока.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВЕТОДИОДАХ
Светодиоды уже используются в большом количестве небольших дисплеев. Для больших дисплеев из-за их более высокого энергопотребления и, в некоторых случаях, содержания ртути, подсветка CCFL начинает заменяться светодиодной подсветкой. Светодиоды могут располагаться по краям ЖК-дисплея или в виде матрицы на задней панели ЖК-дисплея. Светодиодные устройства могут быть расположены последовательно или параллельно. Любая конфигурация обеспечит равномерную подсветку ЖК-дисплея. Цепочки светодиодов можно расположить параллельно, используя последовательный резистор в каждой цепочке, чтобы обеспечить балансировку тока между цепочками, а также резервирование освещения.

В то время как подсветка CCFL обычно излучает белый свет, светодиодная подсветка может излучать либо белый свет, либо смесь красного, зеленого и синего цветов. Светодиоды излучают свет при смещении в прямом направлении. Для качественной работы требуется драйвер постоянного тока, чтобы компенсировать падение напряжения светодиода и изменения в зависимости от температуры. Это обеспечивает стабильный световой поток.

В отличие от CCFL, светодиодная подсветка не требует высокого напряжения переменного тока. следовательно, им не требуется инвертор.Базовый драйвер светодиодов питается от 5 до 48 В постоянного тока и использует усиление постоянного тока для подачи напряжения на драйвер постоянного тока, который управляет цепочкой светодиодов.

СХЕМЫ ДРАЙВЕРА CCFL
Схемы инверторов можно разделить на две группы: схемы с меньшей выходной мощностью, в которых в качестве первичных коммутационных устройств используются силовые транзисторы, и схемы с более высокой выходной мощностью, в которых используются полевые транзисторы.

Трансформатор повышает входное напряжение. При проектировании учитываются мощность, потери в меди и материал сердечника.

На рис. 2 подробно показан один тип драйвера CCFL. Работая в обратном направлении от вторичной обмотки к первичной, балластный (или вторичный) конденсатор C2 снижает напряжение на CCFL в момент запуска CCFL и начинает увеличиваться выходной ток. Отношения между начальным напряжением (V_S), падением напряжения на CCFL (V_R) и падением напряжения на вторичном конденсаторе (V_C), определяются как: V_S 2 = V_R 2 + V_C 2 . Значение емкости вторичного конденсатора зависит от выходного тока и выходной частоты. Увеличение емкости увеличивает выходной ток и снижает частоту.

На первичной стороне конденсатор C1 точно настраивает уровень выходного тока инвертора и выходную рабочую частоту после определения вторичной нагрузки, выбора вторичного конденсатора и количества первичных и вторичных витков трансформатора. С1 «скатывает» выходной ток и частоту, которые определялись значениями компонентов на вторичной стороне.

Резистор ограничения тока базы R1 обеспечивает достаточный ток базы транзистора, чтобы гарантировать насыщение транзистора. Между тем схема дросселя уменьшает пульсации входного тока, когда транзисторы переключают первичные обмотки. Дроссель также увеличивает время нарастания тока при включении инвертора. Цель состоит в том, чтобы уменьшить пиковый пусковой ток и подавить слышимый шум от дросселя.

Согласование индуктивности, физических размеров, тока насыщения, потерь на ИК-излучение и потерь мощности делает выбор катушки индуктивности несколько сложной задачей. Имейте в виду, что длительное время нарастания входного тока может снизить эффективность диммирования с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) при низком рабочем цикле. Кроме того, небрежный выбор дросселя может привести к скачкам или еще большему увеличению входного тока, что негативно повлияет на ШИМ-диммирование с низким коэффициентом заполнения, а также на запуск CCFL.

Все инверторы с высокой выходной мощностью или инверторы со встроенным диммированием должны использовать входные шунтирующие конденсаторы для уменьшения пульсаций входного напряжения. Без них каждый раз при переключении устройств питания инвертора результирующее увеличение тока будет вызывать уменьшение входного напряжения.

СХЕМЫ ДРАЙВЕРА СВЕТОДИОДОВ
Конструкция на рис. 3 представляет собой драйвер прерывателя постоянного тока, который подает постоянный ток с пульсацией 10 % на цепочку светодиодов, используемую для краевой подсветки ЖК-дисплея. Устройство переключения прохода представляет собой P-канальный полевой транзистор, который подает ток на цепочку светодиодов и в сочетании с катушкой индуктивности, измерительным резистором и повышающим напряжением устанавливает ток и частоту прерывания.

ТЕПЛОВЫЕ ВОПРОСЫ
Температура окружающей среды, в которой работает ЖК-дисплей, является ключевым фактором для разработчиков драйверов задней подсветки. Пусковое или ударное напряжение CCFL обратно пропорционально температуре. На рис. 5а показано типичное соотношение между напряжением зажигания CCFL и температурой, а на рис. 5b показано изменение яркости CCFL при увеличении тока лампы.

Время, необходимое CCFL для достижения заданной яркости, также обратно пропорционально температуре. В критически важных приложениях, требующих быстрого увеличения яркости, может потребоваться, чтобы инвертор обеспечивал более высокий импульсный ток в течение короткого времени, чтобы улучшить прогрев CCFL и ускорить время до требуемой яркости. Однако, как бы ни был полезен более высокий ток CCFL для прогрева лампы, устойчивый высокий ток может привести к насыщению ламп. Это также может привести к фактическому снижению яркости наряду с повышением температуры лампы и сопутствующим сокращением срока службы лампы. Номинальный ток лампы для большинства CCFL составляет от 3 до 8 мА (среднеквадратичное значение).

Светодиодная подсветка менее чувствительна к низким температурам. Незначительные изменения электрических характеристик светодиодов и времени включения при более низких температурах не требуют каких-либо особых соображений по конструкции драйвера.

Высокие рабочие температуры также влияют на конструкцию драйвера. На самом деле, помимо всех других переменных, высокая температура оказывает наибольшее влияние на работу и надежность драйвера CCFL.

Потери в меди и сердечнике в трансформаторах для драйверов CCFL могут быть значительными источниками тепла. Трансформаторы обычно работают при температуре на 30ºC выше температуры окружающей среды. Потери в меди и сердечнике можно свести к минимуму, адаптировав конструкцию драйвера к CCFL, которая поддерживает напряжение и ток.

Высокие температуры применения также важны для светодиодной подсветки. Однако основное внимание здесь уделяется температуре самого светодиода, а не компонентов драйвера.Недавние достижения в области светодиодных технологий, упаковки и материалов привели к резкому увеличению яркости светодиодов. Задача светодиодной подсветки состоит в том, чтобы отводить тепло от самого светодиодного устройства, а затем от дисплея в сборе. Ключевым моментом проектирования является поддержание температуры перехода светодиода ниже 100ºC для обеспечения надежности.

DIMMING
ЖК-приложения, требующие широкого диапазона яркости, постоянно расширяются. Водитель должен быть в состоянии обеспечить высокую яркость для дневного видения и низкую яркость для ночного видения. Регулировка яркости в этом широком диапазоне требований должна быть плавной и без мерцания.

Аналоговое затемнение ламп подсветки CCFL, при котором выходной ток драйвера модулируется для изменения яркости лампы, обеспечивает грубое затемнение примерно до 30 % от полной яркости, что является недостаточным динамическим диапазоном для большинства требований приложений. Кроме того, аналоговое затемнение может вызвать перегрузку транзисторов генератора и снизить надежность инвертора.

ШИМ-управление яркостью значительно лучше. В этом типе диммирования CCFL или светодиод включаются и выключаются с фиксированной частотой, а рабочий цикл модулируется для обеспечения переменной яркости. Обычно подсветка CCFL модулируется на частотах от 100 до 500 Гц. Низкоуровневое управление яркостью CCFL-подсветки с четырьмя или более лампами может быть улучшено с помощью методов выборочного включения, при которых лампы последовательно выключаются по мере уменьшения яркости.

Кроме того, лучший способ затемнить светодиодную подсветку – это ШИМ-управление яркостью. С помощью светодиодной подсветки можно достичь гораздо более широких коэффициентов диммирования, поскольку базовое время переключения светодиода измеряется в наносекундах по сравнению с миллисекундами для CCFL.

ВХОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ
Большинство драйверов подсветки ЖК-дисплеев питаются от входного напряжения 12 В постоянного тока, хотя приложения могут находиться в диапазоне от 5 до 48 В постоянного тока. Контуры управления CCFL могут быть открытыми или закрытыми. В конструкциях с разомкнутым контуром требуются регулируемые входные источники питания, поскольку напряжение разряда и выходной ток зависят от входного напряжения. Драйверы CCFL с обратной связью обеспечивают постоянное напряжение и ток разряда в диапазоне входных напряжений. В результате они более желательны в приложениях, не имеющих регулируемого входа. Как правило, в эту категорию попадают приложения с питанием от батареи.

Для драйверов светодиодов V_CC должно быть больше минимума, необходимого для питания цепочки светодиодов и чувствительного резистора. Стадия усиления постоянного тока должна быть замкнутой, чтобы обеспечить относительно стабильное напряжение V_CC в условиях полной или нулевой нагрузки.

Несмотря на очевидные существенные различия между CCFL и светодиодной подсветкой ЖК-дисплеев, разработчик драйверов должен учитывать определенные сходства и основные принципы. К ним относятся учет температуры окружающей среды подсветки, уделение особого внимания низким температурам для CCFL и высоким температурам для светодиодов.

Основная проблема для CCFL-подсветки связана с компоновкой CCFL и компоновкой драйвера из-за высокого напряжения, в то время как ключевая проблема для светодиодной подсветки связана с компоновкой нагрузки из-за управления температурой. Любая технология лучше всего обслуживается ШИМ, а не аналоговым диммированием. Хотя в этой статье основное внимание уделяется основным соображениям, при оптимизации конструкции драйвера с учетом конкретных требований приложения, контроля затрат, технологичности и надежности, конечно же, необходимо учитывать и другие факторы.

Основные моменты

Особенности теплового режима
Температура окружающей среды является ключевым фактором при разработке драйверов задней подсветки. Пусковое или ударное напряжение CCFL обратно пропорционально температуре. Время, необходимое CCFL для достижения заданной яркости, также обратно пропорционально температуре. С другой стороны, светодиодная подсветка менее чувствительна к низким температурам.

Затемнение
Аналоговое затемнение CCFL-подсветки, при котором выходной ток драйвера модулируется для изменения яркости лампы, обеспечивает грубое затемнение примерно до 30% от полной яркости, что является недостаточным динамическим диапазоном для большинства требований приложений. ШИМ-диммирование обеспечивает значительно лучшее управление диммированием как для CCFL, так и для светодиодов. Здесь CCFL или светодиод включаются и выключаются с фиксированной частотой, а рабочий цикл модулируется для обеспечения переменной яркости.

Входное напряжение
Большинство драйверов подсветки ЖК-дисплеев питаются от входного напряжения 12 В постоянного тока, хотя приложения могут находиться в диапазоне от 5 до 48 В постоянного тока. Контуры управления CCFL могут быть либо разомкнутыми, требующими регулируемого входного питания, либо замкнутыми, которые обеспечивают постоянное напряжение и ток разряда в диапазоне входных напряжений. Для драйверов светодиодов V_CC должно быть больше минимума, необходимого для питания цепочки светодиодов и чувствительного резистора.

Привет, технари! Тестирование подсветки ЖК-дисплеев является обычным делом для многих техников и ремонтных мастерских.Поскольку отрасль переходит на технологии светодиодной подсветки вместо CCFL (флуоресцентных ламп с холодным катодом), вам может понадобиться способ протестировать светодиодную подсветку, прежде чем заявлять о необходимости замены экрана. Мой опыт показал, что светодиоды редко выходят из строя, как и контроллер, который их освещает. Обычно это связано с кабелем ЖК-дисплея, материнской платой или предохранителем SMD.

Итак, без дальнейших проволочек, вот как вы можете включить светодиодную подсветку экрана, не подключая его к компьютеру.

У вас должно быть базовое электрическое испытательное оборудование, такое как цифровой мультиметр, и базовые практические знания в области электроники. Пайка обязательна, если вы планируете делать больше, чем просто тестировать экран.
Мы получим доступ под страшной пластиковой лентой «НЕ ПРИКАСАТЬСЯ». На самом деле они хотят сказать: «Не прикасайтесь к нескольким лентам вдоль верхнего или нижнего края доски». Эти ленты взаимодействуют с ЖК-экраном и передают информацию на пиксельную матрицу. Они хрупкие!
Вы можете легко поджарить схему светодиодной панели. и случайное замыкание контактов под напряжением оборачивается мгновенным и постоянным «упс».
Вы будете работать с ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика).. поэтому статический разряд ЯВЛЯЕТСЯ проблемой.
Это руководство в большей степени относится к ЖК-панелям ноутбуков, чем к 24-дюймовым ЖК-экранам настольных компьютеров. Некоторые светодиодные лампы подсветки питаются от напряжения до 96 В, но обычно это не так… и не на ноутбуках.
Наконец, если вы что-то сломаете... это ваша вина! Существует много различий между производителями ЖК-дисплеев. Они все разные! Возлагайте ответственность только на себя, если что-то пойдет не так. это приказ, а не предложение

Приношу свои извинения: на данный момент у меня есть только те фотографии, на которые я припаял выводы. Я не планировал делать руководство/учебник. Я просто делал сломанную «Демо-версию» ЖК-дисплея для клиентов, которые приходят… кусок разговора, чтобы повесить на стену. Я также собирался вырвать светодиодные ленты из экранов, чтобы сделать 12-вольтовые низковольтные светильники для сада и дорожек.

На задней стороне каждой ЖК-панели вы увидите печатную плату (печатную плату) с электронными компонентами, расположенными под пластиком с надписью «Не трогать». Нам нужно найти сторону, которая имеет ленточный кабель, идущий к светодиодной подсветке (левая или правая сторона), и отогнуть пластик назад, чтобы у вас был доступ к светодиодному контроллеру и контактным площадкам. Мои экраны сломаны, поэтому я их просто сорвал.

Вы ищете:
• Общий, Основной или (-) отрицательный. Это легче всего найти, потому что общее, как правило, встречается по всей доске и действительно является «общим» для всей доски. Разъем ленточного кабеля ЖК-дисплея всегда заземлен. Большие квадратные медные площадки должны быть заземлены.

• Площадка или точка питания светодиода… ее немного сложнее обнаружить, но она должна идти к небольшому предохранителю; обычно обозначается F1, F2 и т. д.

• Контакт/площадка EN или ENA, BL_ON, LEDON или ENAB. Это в основном говорит светодиодному контроллеру включить или выключить независимо. Питание +5В.

• Контакт/контакт ШИМ (широтно-импульсная модуляция) позволяет материнской плате управлять яркостью. Обычно MOBO подает на этот контакт «импульсный» сигнал, который очень быстро мигает светодиодами (скорость определяется сигналом), чтобы обеспечить управление яркостью, экономию энергии (эффективность) и продление срока службы светодиодов за счет сокращения рабочего цикла светодиодов.< /p>

Я обнаружил, что на большинстве экранов имеется открытая медная прокладка для тестирования каждого из них во время и после изготовления. *Как правило* нет необходимости припаивать боковые стороны микросхем или компонентов.

Подключите отрицательный полюс источника питания к точке заземления.
Подключите +12 В к VCCS или VLED.
Подключите +5 В к контакту «Включить» (может быть помечен как EN, ENA, ENAB или LED_ON).
Подключите +5 В к выводу ШИМ.

Конфигурации двухпроводной светодиодной подсветки:
Нетбуки, такие как Dell Inspiron Mini 10 и, возможно, другие, могут иметь только два провода, идущие к светодиодной подсветке, вместо многожильного ленточного кабеля. Как правило, здесь нет ШИМ-входа, а есть просто контактная площадка «ENABLE» или LED_ON. Подайте на это +5В, и он должен загореться. Я предполагаю, что эти экраны используют регулировку напряжения для управления яркостью вместо ШИМ, но я не могу сказать наверняка.

Как только вы узнаете изложенную выше информацию, тестирование этих вещей становится детской забавой! С экраном, подключенным к его кабелю, и включенным ноутбуком теперь вы можете проверить схему светодиодной подсветки:

Получить питание 12 В на стороне питания?
Подается ли питание на контакт ENABLE?
Есть ли показания на выводе ШИМ, отличные от 0 (может колебаться на цифровом мультиметре)?
Вы можете увидеть контактную площадку с надписью LED_VOUT или похожей. На ней написано 12 В?

Несмотря на то, что я сделал делитель напряжения для каждого из своих экранов, я протестировал каждый из них прямым 12 В на контакт ENABLE и штыри PWM, и они работали нормально в течение 15-20 минут каждый, пока не были отключены. . Я по-прежнему рекомендую источник 5 В, чтобы они были безопасными.

В этой статье рассматривается внутренняя схема и работа светодиодной ленты. Эта информация предназначена для обсуждения технических вопросов и не является необходимой для обычных пользователей, заинтересованных в регулярном использовании светодиодных лент.

Назад к основам — напряжение светодиодного чипа

Указанное напряжение светодиодной ленты, например. 12В или 24В - в первую очередь определяется:

1) Указанное напряжение используемых светодиодов и компонентов и

2) Конфигурация светодиодов на светодиодной ленте.

Светодиоды обычно представляют собой 3-вольтовые устройства. Это означает, что если между положительным и отрицательным концами светодиода приложить 3-вольтовую разность, он загорится.

Что происходит, когда у вас есть несколько светодиодов в цепочке, один за другим (рядом)? В этом случае напряжения отдельных светодиодов суммируются.

Поэтому для 3 последовательных светодиодов потребуется прямое напряжение 9 вольт (3 вольта x 3 светодиода), а для 6 последовательно соединенных светодиодов потребуется прямое напряжение 18 вольт (3 вольта x 6 светодиодов).

Помимо светодиодов, также необходим один или несколько токоограничивающих резисторов, чтобы светодиодная лента не переходила в режим перегрузки по току. Резистор также включен последовательно со светодиодами, и значение его сопротивления рассчитывается таким образом, что он также будет потреблять примерно 3 вольта.

Итак, 3 последовательно соединенных светодиода требуют 9 В для светодиодов и 3 В для резистора, что дает нам 12 В.

6 светодиодов последовательно требуют 18 вольт для светодиодов и 3 вольта на резистор (x2), в результате чего мы получаем 24 вольта.

Это «строительные блоки» для каждой группы светодиодов на светодиодной ленте. То, как он расположен на светодиодной ленте, можно увидеть на нашем графике ниже:

Что происходит с параллельным подключением светодиодов? Напряжение остается прежним, но ток распределяется поровну между каждой из параллельных цепей. Следовательно, если у вас есть 3 параллельные группы, каждая из которых потребляет 50 мА при напряжении 24 В, общая потребляемая мощность составит 150 мА также при напряжении 24 В.

Эти два примера с 3 и 6 светодиодами показывают, как устроена типичная светодиодная лента на 12 и 24 В. Поскольку в светодиодных лентах используются светодиодные устройства на 3 вольта, и они настроены на несколько параллельных цепочек из 3 или 6 светодиодов.

Вы должны подавать точно указанное напряжение?

Вам может быть интересно, означает ли 12 вольт точно 12,0 вольт или 11,9 вольт все еще будет работать? Хорошая новость заключается в том, что мощность, подаваемая на светодиодную ленту, может варьироваться.

Ниже приведена диаграмма из технического описания светодиодов, показывающая, какой ток будет проходить через светодиод в зависимости от напряжения.

Вы увидите, например, что при напряжении 3,0 В этот конкретный светодиод будет потреблять около 120 мА. Если мы уменьшим напряжение до 2,9 В, светодиод будет потреблять немного меньше, всего около 80 мА. Если мы увеличим напряжение до 3,1 В, светодиод будет потреблять больше, около 160 мА.

Поскольку в светодиодной ленте на 12 В последовательно соединены 3 светодиода и резистор, подача 11 В вместо 12 В немного напоминает снижение напряжения для каждого светодиода на 0,25 В.

Будут ли светодиоды по-прежнему работать при напряжении 2,75 В? Если мы обратимся к приведенной выше диаграмме, то увидим, что потребляемый ток упадет со 120 мА на светодиод примерно до 40 мА.

Хотя это довольно значительное падение, светодиоды будут работать нормально, хотя и с гораздо более низким уровнем яркости.

Что если бы мы подали всего 10 В на светодиодную ленту на 12 В? В этом случае мы уменьшаем напряжение на светодиод на 0.5В каждый. Если мы обратимся к таблице, при напряжении 2,5 В светодиоды почти не будут потреблять ток.

При таком уровне напряжения вы, скорее всего, увидите очень тусклую светодиодную ленту.

Все напряжения меньше номинала светодиодной ленты безопасны, так как вы всегда будете потреблять меньший ток и, следовательно, избегать любой возможности повреждения или перегрева. А как насчет уровней напряжения выше 12 В?

Давайте рассмотрим подачу напряжения 12,8 В на 12-вольтовую светодиодную ленту. Это увеличивает напряжение на светодиод на 0,20 В.

Наш светодиод теперь питается от напряжения 3,2 В, при котором на диаграмме показано потребление тока 200 мА.

Так получилось, что 200 мА – это максимальный номинальный ток, указанный производителями. Если больше, вы рискуете повредить светодиод.

И имейте в виду, что каждый светодиод будет иметь разные номинальные характеристики, а присущие производственному процессу различия могут повлиять на фактические диапазоны напряжения, приемлемые для конкретной светодиодной ленты.

Мы показали, что светодиодная лента на 12 В может переходить от темного состояния к перегрузке в узком диапазоне от 10 В до 12,8 В.

Несмотря на то, что можно подавать напряжение, немного отличающееся от номинального, необходимо соблюдать осторожность и точность, чтобы не повредить светодиоды.

Как насчет затемнения светодиодной ленты?

Один из способов уменьшить яркость светодиодной ленты — отрегулировать входное напряжение ниже номинального уровня, как мы видели выше. В действительности, однако, силовая электроника не очень хорошо справляется с уменьшением выходного напряжения таким образом.

Предпочтительнее использовать так называемый ШИМ (широтно-импульсная модуляция), при котором светодиоды включаются и выключаются с высокой скоростью. Регулируя соотношение времени включения и времени выключения (рабочий цикл), можно регулировать видимую яркость светового потока светодиодной ленты.

Для светодиодной ленты на 12 В это означает, что она всегда получает либо полные 12 В, либо 0 В, в зависимости от того, в какой части цикла ШИМ мы находимся.

Точно так же мы знаем, что светодиод будет потреблять одинаковую величину тока, когда он находится во включенном состоянии, независимо от его рабочего цикла. Это дополнительное преимущество для светодиодных лент, цветовая температура которых должна оставаться постоянной даже при изменении яркости.

Итог

Одним из существенных преимуществ светодиодных лент является их простота, но универсальность. Они совместимы с простыми источниками питания постоянного напряжения.

Иногда бывает полезно понять внутреннюю работу таких устройств, так как это может помочь нам понять некоторые из более тонких аспектов их работы, таких как диммирование и изменение входного напряжения.

Другие сообщения

Использование светодиодной ленты 12 В в системе 24 В

Возможно, вы знакомы с различиями между системами постоянного тока 12 В и 24 В и различными . Подробнее

Что нужно знать о гибких подложках для светодиодных лент

Когда вы смотрите и сравниваете типы гибких светодиодных лент, вы, вероятно, обращаете внимание на цветовую температуру, количество светодиодов и правильное сопряжение. Подробнее

Когда и зачем светодиодам нужны токоограничивающие резисторы?

Если вы работаете с какой-либо схемой, включающей светодиоды, вы, возможно, сталкивались с предупреждениями или рекомендациями всегда использовать токоограничивающий резистор r. Подробнее

В чем разница между типами корпусов светодиодов, такими как 3528, 5050 и 2835?

При поиске светодиодной продукции вы можете встретить различные 4-значные обозначения типов светодиодов. Когда вы впервые сталкиваетесь с этим кодом. Подробнее

Вернуться к блогу Waveform Lighting

Просмотрите нашу коллекцию статей, инструкций и руководств по различным приложениям освещения, а также подробные статьи по науке о цвете.

Поиск продуктов освещения Waveform

Светодиодные лампы серии A

Наши лампы A19 и A21 подходят для стандартных светильников и идеально подходят для напольных и настольных светильников.

Светодиодные лампы-канделябры

Наши светодиодные лампы-канделябры обеспечивают мягкий и теплый свет в декоративном стиле, который подходит для светильников E12.

Светодиодные лампы BR30

Лампы BR30 — это потолочные светильники, которые подходят для жилых и коммерческих светильников с отверстиями шириной 4 дюйма и более.

Светодиодные лампы T8

Прямая замена 4-футовых люминесцентных ламп нашими светодиодными трубчатыми лампами T8, совместимыми как с балластами, так и без них.

Светильники T8 с поддержкой светодиодов

Светодиодные трубчатые светильники предварительно смонтированы и совместимы с нашими светодиодными лампами T8.

Линейные светодиодные светильники

Линейные светильники длиной 2 и 4 фута. Подключается к стандартным настенным розеткам и крепится с помощью винтов или магнитов.

Светодиодные светильники

Накладные светильники с подвесными цепями. Подключается к стандартным настенным розеткам.

Светодиодные лампы UV-A

Мы предлагаем светодиодные лампы с длиной волны 365 нм и 395 нм для флуоресценции и полимеризации.

Светодиодные лампы UV-C

Мы предлагаем светодиодные лампы UV-C с длиной волны 270 нм для бактерицидного применения.

Светодиодные модули и аксессуары

Светодиодные печатные платы, панели и другие форм-факторы для различных промышленных и научных приложений.

Светодиодные ленты

Яркие светодиодные излучатели, установленные на гибкой печатной плате. Можно обрезать по длине и установить в различных местах.

Диммеры для светодиодных лент

Диммеры и контроллеры для регулировки яркости и цвета системы освещения светодиодной ленты.

Блоки питания для светодиодных лент

Блоки питания для преобразования линейного напряжения в низковольтный постоянный ток, необходимые для систем светодиодных лент.

Алюминиевые каналы

Швеллеры из прессованного алюминия для монтажа светодиодных лент.

Соединители для светодиодных лент

Разъемы, провода и адаптеры без пайки для соединения компонентов системы светодиодных лент.

Эта статья будет ограничена символьными ЖК-дисплеями и тремя доступными способами подключения светодиодной подсветки к источнику питания. Все три метода будут работать, но не все рекомендуются.

«Потребуется ли для вашего ЖК-дисплея подсветка?» Это один из первых вопросов, который мы задаем клиентам при разработке нового ЖК-дисплея, и не зря. Большинство символьных (буквенно-цифровых), сегментных (статических) и монохромных графических (точечно-матричных) ЖК-дисплеев работают в условиях низкой освещенности и требуют светодиодной (светоизлучающей диоды) подсветки.

Другие технологии отображения, такие как TFT-дисплеи, содержат встроенную подсветку, которая включается, когда дисплей активен, а OLED-дисплеи генерируют собственный свет и не требуют подсветки.

Самый распространенный способ подачи питания на светодиодную подсветку — через контакты 15 и 16 разъема. Это предпочтительный метод, так как все силовые и сигнальные соединения могут быть выполнены через один соединительный кабель/кабель IDC, что снижает затраты на сборку. Также напряжение питания светодиода не зависит от логического напряжения ЖК-дисплея (VLCD). Это поможет устранить любой шум в цепи.

В таблице интерфейсов ниже показано, что контакт 15 (анод) должен быть положительным, а контакт 16 (катод) — заземленным.

ОБРАТНАЯ ПОЛЯРНОСТЬ СВЕТОДИОДНОЙ ПОДСВЕТКИ:

По моим оценкам, у 50 % ЖК-дисплеев, оснащенных светодиодной подсветкой, контакт 15 настроен на плюс, а контакт 16 на землю, а для остальных 50 % ЖК-модулей верно обратное. Если вы включите ЖК-дисплей и обнаружите, что дисплей работает, но подсветка темная, значит полярность подсветки ЖК-дисплея обратная.

Это простое решение, которое можно решить, поменяв местами перемычки на печатной плате. Если вам нужна помощь, обратитесь в нашу службу технической поддержки в США по телефону 480-503-4295.

Второй по популярности способ управления светодиодной подсветкой – через контакты A и K, расположенные сбоку ЖК-модуля. A обозначает анод и является положительной стороной светодиодной подсветки, K обозначает катод (да, это пишется с помощью C, но используется буква K, но это совершенно другая тема).

Это обычная практика, когда ЖК-дисплей содержит только четырнадцать контактов, а не два дополнительных контакта (15 и 16) для подсветки.

На изображении ниже показаны соединительные контакты на правой стороне печатной платы, помеченные «+» и «–». Некоторые печатные платы (печатные платы) имеют маркировку «+» (A) и «-» (K), а в некоторых случаях — «земля».

У большинства символьных дисплеев A подключен к контакту 15, а K подключен к контакту 16 через дорожки на печатной плате. Если вам нужно отключить эти дорожки для обратной полярности, многие печатные платы содержат перемычки, которые можно отпаять, чтобы создать разомкнутую цепь. Если на печатной плате нет этой перемычки, мы можем изменить конструкцию платы, чтобы отделить A и K от контактов 15 и 16.

Это наименее популярный и наименее рекомендуемый вариант. Питание светодиодной подсветки берется из того же источника, что и логика ЖК-дисплея. Часто это делается уже после того, как проект завершен, и о светодиодной подсветке забывают.

Как правило, рекомендуется отделить питание VLCD (напряжение, необходимое для ЖК-дисплея) от питания VLED (напряжение, необходимое для светодиодной подсветки).

Есть ли у вас вопросы о вашем следующем дизайне ЖК-дисплея? Мы можем помочь. Позвоните нам по телефону: 480-503-4295.

Читайте также: