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单元板主要不良及原因

1。

屏花,一致性差,这个不良是可以让步接受的。

单元板设计问题:

布线合理性差(压降大)/功率元件人为减少(为降低成本),以致小马拉大车,处于非线性过负荷工作状态,导致电流或电压输出稳定性差,比如减少一组(8个)4953是目前通常的做法,不管是恒流板,还是恒压板,都会产生屏花现象,仅仅是为了一个单元板成本降低2-3元。

对于1388(或更小点间距产品),采用目前双面板设计,是无法改变花屏的,原因是线路太密,线径太细,导致线阻过大,线路压降大,也就是说,每行(列)LED的电流误差大,亮度不均衡。

解决的办法是改用双层板设计,但成本上升约5元/板。

现在还没有厂家选用此方案。

模块质量问题,主要是芯片一致性问题:

这是模块厂家芯片控制问题,目前芯片尺寸越来越小,参数越来越离散,又要追求高亮度,势必使芯片始终处于超负荷工作状态,因此,屏花是难以避免的。

这是市场恶性竞争的必然结果。

产品价格在不断下降,品质标准理应作出调整.

IC型号问题 

各种IC的品牌品质差异很大,同一品牌不同批次都有差异,因此,在单元板上选择哪家IC,哪批次IC都影响到一致性。

外接电源问题:

客户端外接电源的容量(带载数量),输出电压调整的一致性,电源输出精度(品牌)等因素都很重要。

这对恒流单元板影响不大,对恒压单元板的影响就非常之大。

2。

死点,暗点。

这个不良是致命的,不可接受的。

电流是否可调/可控是关键。

恒流单元板由于都有可调限流电阻,因此其电流是可以控制的,除非电阻选取不当,一般不会出现此不良。

电阻选择不当的情况也很多,都产生此类不良。

恒压单元板则不同,由于没有可调电阻(以往的单元板设计有电阻,为降成本,现在都取消了),使得输入电压几乎都加在LED上了,一个5伏的电压,加在VF=1.8-2.2v的芯片上,尽管是扫描方式,其危害也是极大的.这种情形对PG/B(VF=3V以上)芯片尚可接受,对R/YG(VF=1.8-2.2v)芯片则损害极大.

这个问题的解决,一是改变设计,增加限流电阻(成本上升2元/单元板);

二是选用具有限流功能的595IC,此产品刚面世,单元板设计厂家也在尝试;

三是严格控制客户端外接电源电压,在目前单元板设计不变情况下,建议电压控制在4.5-4.6伏.

模块质量问题:

发生大面积暗亮和死灯,如果是模块原因,一般是芯片品质异常(如去年的上海蓝光芯片)或封装工艺异常(PCB及银胶,静电控制等).

同时强调一点,上述的模块不良,如果使用条件控制的好,可能就不会发生.比如,同样是上海蓝光芯片在三思就没有此类不良,其它家就多有投诉.

也就是说,同一批有不良隐患的模块,是否能表现出不良,也取决于客户使用条件.

相反地,好的/没有品质隐患的模块,如果使用条件苛刻,则此类不良照样出现.

对于恒流单元板,不同IC的输出电流(如MBI5020/5024/5026)大小差异很大,如限制不当,则电流过高,会出现此类不良.

恒压单元板一般不会因IC型号不同产生死点和暗点.

对于恒压单元板(其实电压并非恒定,是与外接电压相同,并随外接电压波动而波动的),正如前面所述,外接电压的不受控制,危害极大,恒压单元板出现的死灯和暗点大多由此引发。

由于没有可调电阻(以往的单元板设计有电阻,为降成本,现在都取消了),使得输入电压几乎都加在LED上了,一个5伏的电压,加在VF=1.8-2.2v的芯片上,尽管是扫描方式,其危害也是极大的.这种情形对PG/B(VF=3V以上)芯片尚可接受,对R/YG(VF=1.8-2.2v)芯片则损害极大.

二是选用具有限流功能的595IC,此产品刚面世,单元板设计厂家也再尝试;

(二).我们的对策

1.解决花屏的对策

对于1388的花屏,如上所述,由于单元板设计造成的屏花,目前是没有解决的办法,除非提高成本,改双层板。

其它机种解决屏花的方案如下:

A。

单元板设计上,布线要合理,用足16个4953IC。

恒流单元板的限流电阻合理选择,让单色较花的颜色尽可能亮度低些,混色效果就好。

对于因线路板设计不合理导致的屏花,一般单色效果都好,只是混色差,如果将亮度降下来,就会有改善。

B。

模块档次集中。

C。

IC尽可能选用高品质,同批次的。

(IC4953/595/5024)

D。

外接电源要有足够功率,输出电压要相同,精度高。

2.解决死点,暗点的对策

.恒压单元板

一是改变设计,增加限流电阻(成本上升2元/单元板);

三是严格控制客户端外接电源电压,在目前单元板设计不变情况下,建议电压控制在4.5-4.6伏.四是尽量不要长时间全亮老化.

.恒流单元板

恒流单元板由于都有可调限流电阻,恰当的电阻选择是关键,使得LED驱动电流限制在合理范围内。

三.单元板的驱动方式及原理

1.恒压驱动

所谓恒压驱动,仅仅是针对恒流驱动而言,实际上电压并非恒定,准确地说是电压驱动,加在LED上的电压是随外接电压变化而变化的.

一般驱动电压是5V,而外接电源在10%内的波动也是常见的.或是电源本身精度原因,或是负荷不均衡原因,也有人为设置原因.

所以,恒压驱动适于低端应用 

,成本较低,稳定性较差.

给出几组数据,看一下1/16扫恒压单元板的外接电压变化对LED电流(亮度)的影响.

电压

4.35

4.5

5

5.5

电压变化率%

13.00%

-10.00%

0.00%

10.00%

电流R()

31.7

32.1

37.3

42.5

电流R变化率

-15.0%

-13.90%

13.94%

电流G()

23.8

24.2

29.3

34.7

电流G变化率%

-18.77%

-17.40%

18.43%

从目前常规点阵的芯片尺寸小到7MIL情况看,能承受的电流应严格控制在:

R:

1/16扫,小于30最安全,最大不能超过33.

:

1/16扫,小于22最安全,最大不能超过25.

恒压驱动的常用IC:

IC4953,用于行驱动,即驱动显示屏或模块的行点亮.

恒压与恒流驱动时,都要用到IC4953.正常情况下,每片4953控制两行,因此一个单元板需要16个4953,而个别单元板厂家

为节约成本,用每片4953控制4行(两行两行并联,并联超负荷工作),每个单元板仅需8个4953,并联这样可能导致屏花..

IC595,用于列驱动,即驱动显示屏或模块的列点亮.只用于恒压驱动,未来可能有限流功能的产品问世.

目前市场上品质较稳定IC595是飞利浦74HC595和台湾聚积的MBI595.

国产品牌也很多,价格低些,性能差些.

2.恒流驱动

所谓恒流驱动,是指通过恒流IC保证给LED一个恒定电流,使LED的亮度稳定.

恒流驱动适于高端应用,成本较高.特点是稳定性高,使用寿命长.

不管是恒流还是恒压驱动,一般红色电流都较高,这是不正常的,会损害红色芯片的寿命的.因此,在应用时,要尽可能控制其电流在合理范围内.

红色电流大的原因是:

.红色VF较低,电流就大(恒压时).

.红色芯片亮度较低/或芯片尺寸小,不得已通过调节电压或电流,使其亮度人为提高,以达到混色效果(恒流时).

恒流驱动的常用IC:

IC4953同上面的恒压驱动中的作用,在恒流驱动中也起相同作用.

IC5026,用于恒流驱动的列点亮.目前市场上广泛应用的恒流芯片有:

聚积MBI5026/5024/5020(输出电流依次降低,分别适用于户外及户内),东芝TB62726,台湾点晶DM13A/13C等.

3.扫描原理

扫描过程是LED高速亮灭过程,由于人的视觉暂留效果,看不到灭和闪的状况.

扫描频率一般为100HZ(100次/秒),是由IC时钟控制的.

不管是恒流,还是恒压驱动,一般分为静态,1/2扫描,1/4扫描,1/8扫描,1/16扫描.

A.静态:

亮度高,适用于户外,其控制原理是电源的电压或电流单独给一个LED供电.(图示)

B.1/2扫描:

亮度低于静态(低一倍),适于户外或半户外.其控制方式相当于本来给单个LED供电的电压或电流,同时给了两个LED.

而且是不断地在两个间扫描.频率是100HZ.频率高于60HZ的,视觉就感觉不到闪或灭.(图示,占空比的定义)

C.1/4扫描:

在其它条件相同情况下,1/4扫的显示屏亮度只有1/2扫的一半.其控制方式就是在4个LED间高速扫描.(图示)

D.1/8扫描:

原理同上.(图示)

E.1/16扫描:

原理同上.(图示),也就是说,在一个扫描周期中,同一LED有1/16时间亮,其它15/16时间是灭的.

扫描方式每变化一倍,其电流或电压(亮度)也变化一倍.除非改变相应限流电阻或外接电压.

以恒流1/8扫和1/16扫为例,在其它条件不变情况下,1/8扫的电流(亮度)比1/16扫的电流和亮度高一倍.

但实际应用中,往往将限流电阻做出调整,使上述亮度小于一倍.(1/8扫电阻加大,亮度降些,1/16扫电阻减小,亮度提高些,1/16扫峰值电流高,

平均电流小,亮度低).

4.合理的电流选择及限流电阻确定

因为单元板的驱动,基本都是高频率扫描方式,因此,用万用表的响应速度是滞后的,是测不出准确电流的.所测电流只能作为参考值或相对值.

万用表所测得的电流是平均电流,不是有效值(交流电才称为有效值),也不是最大值.但从理论上讲,这个值是IC静态输出的电流值,也就是扫描输出的最大值.

这个数值是由限流电阻决定的,限流电阻一旦确定,该值就固定了,不管是1/8扫,还是1/16扫,这个数值是不变的.

用万用表测量某列电流时,1/8扫和1/16扫的输出电流也是相同的,但并不是说单个LED和显示屏的亮度,1/8扫和1/16扫是一样的,而应相差一倍.

准确的电流值应该由示波器测得.

合理的电流选择及限流电阻确定,应依据如下经验:

A.恒压驱动

限制外接电压4.5-4.6V,或

1/16扫,小于22最安全,最大不能超过

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