解釋這個問題要從LED大屏幕的特性來分析
與早期的LED發(fā)光二極管相比較,新型超高亮LED大屏幕最顯著的特點是亮度提高了近百倍。早期LED大屏幕的發(fā)光強度僅十幾~幾十mcd,而新型LED的發(fā)光強度最低也可達到1500mcd。另一個明顯的區(qū)別是發(fā)光管顏色的產(chǎn)生機理不同。早期LED是通過著色封裝材料來得到某一種顏色的光,也就是說封裝材料起著濾色片的作用。而新型超亮LED外殼都是無色透明樹脂封裝,其發(fā)光體本身就能發(fā)出某一波長的光,從而呈現(xiàn)出某一種顏色。它廣泛應(yīng)用在戶外廣告牌、電子顯示屏,交通信號燈、標志牌,汽車尾燈,LCD背光源等。
光譜分布:目前國內(nèi)常用幾種顏色的超高亮LED的光譜波長分布為460~636nm,波長由短到長依次呈現(xiàn)為藍色、綠色、黃綠色、黃色、黃橙色、紅色。
常見幾種顏色LED的典型峰值波長是:
藍色——470nm,
藍綠色——505nm,
綠色——525nm,
黃色——590nm,
橙色——615nm,
紅色——625nm。
正向?qū)▔航捣植迹涸缙诟鞣N顏色LED的芯片材料為GaAs,正向?qū)▔航禐?.8V左右。而不同顏色超高亮LED的芯片材料是不同的,紅色、橙色、黃色LED的芯片材料為AlGaInP,正向?qū)▔航禐?.8V~2.5V,典型值為2.0V;綠色、藍色、白色的LED的芯片材料為InGaN,正向?qū)▔航禐?.8-4.2V,典型值為3.6V。
正向電壓與正向電流關(guān)系曲線見圖
由以上的LED大屏幕的電壓和電流關(guān)系曲線圖可以看出,電壓的變化和電流的上升是非線性的,就是說電壓超過一定值時,電流會急劇上升,從而損壞LED。串聯(lián)的LED電流在正常范圍內(nèi),可當輸入電壓變化時,電流發(fā)生較大幅度的變化,不是低于死區(qū)干脆不亮,就是超過了極限值損壞LED,所以電路中必須串入合適的電阻,給LED大屏幕一個正常的工作條件,從而使其能正常工作。另外在保證亮度的情況下,通過調(diào)整串入的電阻值使LED的工作電流盡量偏小一點,這樣當供電電壓出現(xiàn)小幅波動時LED仍然能處于正常工作狀態(tài),所以調(diào)整好電流的大小,才能使LED燈箱很好的工作并延長其工作壽命。
應(yīng)用實例
超高亮LED用于戶外廣告牌、LED大屏幕,交通信號燈、標志牌等場合時,都是大量LED串、并聯(lián)組合而成的。由于LED大屏幕數(shù)量很多,使用過程中不可避免地出現(xiàn)LED 損壞的情況,必須采取措施來提高整機的可靠性。設(shè)計LED大屏幕應(yīng)用電路時應(yīng)注意的幾個問題:
1、為延長LED大屏幕壽命,正向電流應(yīng)降額使用,電網(wǎng)電壓為220V時,一般取15mA左右,最高也不能超過20mA。
2、考慮到正向壓降的一致性問題,應(yīng)盡量避免直接并聯(lián)使用,一般采用串聯(lián)或先串后并方式。
3、靜電會損壞超高亮LED大屏幕,尤其是綠、藍、白色管。當用手拿取時要有必要的防靜電措施,例如帶防靜電手腕帶或手套。
4、焊接時電烙鐵要有必要的防靜電接地保護措施,尤其是焊接綠、藍、白色管時。
5、由于超高亮LED視角比較小,一般為15度~30度,方向性較強,焊接裝配時必須緊貼線路板垂直安裝,否則亮度會大大降低。