LED基础知识培训教程

LED基础知识培训教程2010年2月LED显示屏的特点LED单元小，屏幕尺寸可大可小，任意拼接。屏幕亮度高，可适用于室外高照度环境。屏幕视角大，室内屏视角大于160度，室外屏也可达到110度。视距可通过选择不同直径与不同点距的产品来调整，小到几十厘米，大到几百米均可满足要求。组态灵活，简单到数码显示，复杂到全彩色视屏都有不同种类的产品可以满足要求，室内室外都有相应的产品。寿命长，能达到十万小时，基本不需要维修。易与计算机接口，支持软件丰富。什么是LED

LED是发光二极管（lightEmittingDiode）的简称，是光电领域中应用极为广泛的发光显示用材料，选用不同的材料在一定条件下可发出红、绿、蓝、橙、白等颜色。◆显示单元板：由集成电路+发光模块阵列+安装用定位螺丝◆电源：将交流电变成可提供给单元板稳定的直流电压◆控制系统（复杂大规模可编程逻辑电路）：发送卡（采集到显卡的数字视频信号进行处理）、接收卡（分配地址码，驱动单元板显示）、转接板（与显示单元板接口对接）◆信号连接线：单元板之间级联用,◆钢结构、边框：支撑和固定整个显示屏，要考虑到重量，固定方式、美观等◆计算机：控制整个显示屏的播放，与控制系统播放软件提供操作平台，◆配电柜：对整个显示屏电源提供稳定的供电，解决显示屏上电问题（三相平衡、上电冲击、分成多路输出）LED电子显示屏组成LED显示屏基本原理

及常用名词解释LED显示屏LED显示屏是集电子、光学、通信、计算机、网络、结构、土建工程等学科于一体的综合性工程类项目。具有规格及大小的不确定性，属于定制性产品。深圳市联腾科技有限公司是专业研发、生产、安装、维护LED显示屏的公司设备制造及系统集成LED显示屏基本原理以LED（发光二极管）为基本发光元素（像素点），通过控制电路及驱动电路来控制每个像素点的亮与灭或其明暗程度，实现具有相当像素点的显示屏显示出人们要求的各种信息。四大部件：发光材料（LED）、驱动电路、控制电路、框架结构LED显示屏的分类按使用环境来分：户（室）外屏防水，亮度高，可见距离远户（室）内屏美观，具有一定亮度，点密度相对较大，可观赏距离近半户（室）外屏环境亮度高，要求屏体亮度高户（室）外屏户（室）内屏LED显示屏的分类（续）按发光材料类型来分：植灯型表贴型（SMD）点阵型（模块型）像素管型LED显示屏的分类（续）按发光基色分：单（基）色型双（基）色型三（基）色型（全彩型）LED显示屏的分类（续）按用途来分：条屏图文屏数码屏数码点阵混合屏（利率牌）视频屏（同步屏）条屏显示标准16＊16点阵汉字长度一般在15个字以内单行或双行单色或双色串口或遥控器修改内容224-256幕内容掉电保护功能实时钟网络256个节点（有线或无线）GSM条屏Ø3，Ø3.7，Ø4.8，Ø5，主要是户内图文屏单片机控制显示图文信息，一般无灰度单板控制范围：单色896＊512，双色896＊256串口修改内容掉电保护功能特定功能显示屏：噪声屏，温湿度屏等数码屏计数计时选号户内户外植灯型、数码管型、像素管型串口或遥控器数码点阵混合屏利率牌生产牌数码管+条屏遥控器+串口视频屏（同步屏）与计算机VGA信号点对点同步显示8位数据源，24位真彩，16.7M色256级灰度多媒体技术，图文，动画，视频多种信号接驳复合视频（CVBS）S-VIDEOCATVDVIHDTVLED发光原理LED即发光二极管，其内部主要为一个PN结。当PN结内的电子与空穴复合时，电子由高能级跃迁到低能级，电子将多余的能量以发射光子的形式释放出来，产生电致发光现象。发光颜色与构成其基底的材质元素有关。波长可见光实质上都是光波，其波长决定了颜色。波长与其频率成反比，C=λ＊f红630绿520蓝460与行业有关的常用照明术语光通量（LuminousFlux）一光源所放射出光能量的速率或光的流动速率，为说明光源发光能力的基本量，单位为流明（Lumen）1lm为发光强度为1cd的均匀点光源在1球面度立体角内发出的光通量100W的灯泡可产生1750lm40W冷白日光灯可产生3150lm的光通量LED应用指光源每秒钟所发出的可见光量之总和

与行业有关的常用照明术语发光强度（Luminousintensity）简称光度，是指从光源一个立体角所放射出来的光通量，即光源所发光的光通量在空间选定方向上分布密度。单位为烛光（CD）1cd即1000mcd是指单色光源（频率540X10ˇ12HZ，波长0.550微米）的光，在给定方向上（该方向上的辐射强度为（1/683）瓦特/球面度））的单位立体角内发出的发光强度。

发光强度为1cd的光源可放射出12.57lm的光通量。与行业有关的常用照明术语亮度（照度）为被照物第单位面积在某一方向上所发出或反射的发光强度，用以显示被照物的明暗差异。其公制单位为CD/m2,或尼特（nit）亮度是人对光的强度的感受。它是一个主观的量。与亮度不同的，由物理定义的客观的相应的量是光强。这两个量在一般的日常用语中往往被混淆

与行业有关的常用照明术语照度（luminance）受照平面上接受光通量的密度，可用每一单位面积的光通量来测量。1lm的光通量均匀分布在1m2的表面，即产生1勒克司（Lux,lx）的照度。与行业有关的常用照明术语色温将一具有完全吸收与放射能力的标准黑体加热，温度逐渐升高，光度亦随之改变，（黑体由红->橙红->黄->黄白->白->蓝白）黑体加温到出现与光源相同或接近光色时的温度，定义为该光源的相关色温度，称为色温，以绝对温度K（Kelvin，开氏温度)为单位（K=℃+273.15）当某一光源所发出的光的光谱分布与不反光、不透光完全吸收光的黑体在某一温度时辐射出的光谱分布相同时，我们就把绝对黑体的温度称之为这一光源的色温。

黑体加热温度与光色黑体加热温度发出光色室温黑800红3000黄白4000白5000冷白8000蓝白60000深蓝光材料主要性能参数发光强度（Iv），单位为cd或mcd，也有用mW的。1mW约等于54.4mcd波长（λ）单位为纳米(nm)半衰角（2θ）单位为度正向压降（Vf）单位为伏特（V）工作电流（If）单位为毫安（mA）光材料主要类型LED灯圆，椭圆SMDLED单色，三合一，二合一点阵块芯片型，植灯型（半户外）像素管模组驱动芯片主要参数恒流特性最大输出电流电流误差(tolerance)bittobit,chiptochip工作电压移位频率输出路数功耗附加功能错误检测亮度或电流调节驱动芯片主要类型74HC595非恒流Motorola(ONSEMI),Philips,ST恒流源 SONYCXA3281N，CXA3596RTOSHIBATB62705，TB62706，TB62726，TB62727MBI 5001，5016，5026，5027，5028SiTI ST2221A，ST2221C，DM135，DM134，DM133TI TLC5921，TLC5902LED显示屏（通用的技术参数之一）像素组成：基本发光单元至少由多少个LED灯组成，常见的有1R，1G，1R1G，1R1G1B，2R1G1B，2R2G1B等等。右图为2R2G1B像素间距定义S：n对两个相邻像素中心之间的距离的平均值。其中像素即可为实像素也可为虚像素。S=∑d/nd:两相邻像素的距离实像素：实际存在的发光点虚像素：实际不存在，而在视觉上感觉存在的像素点。LED显示屏（通用的技术参数之二）像素密度定义：每平方米由多少个基本像素单元组成，由不带虚像素组成叫实像素密度，由不虚像素组成叫虚像素密度（虚拟密度）像素密度与像素间距的换算：像素密度（D)=（1000/像素间距（S））*（1000/像素间距（S））像素间距（S)=1000/√像素密度(D)像素密度单位：pixel/m²像素间距单位：mmLED显示屏（通用的技术参数之三）最小视距：人眼能区分两个像素的最小观看距离。一般来说人眼对静态图像的分辨力的平均值为1.25`。按照此值计算，理论上的最小良好观察距离应为：d=2750/√D（米）考虑到LED显示屏的像素等效孔径约等于其像素中心距的1/2，实际的最小良好观察距离按以下经验公式计算：d=1400/√D（米）（其中：D为像素密度，单位为：点/㎡。例如：以像素密度分别为25600点/㎡、10000点/㎡、6944点/㎡、2500点/㎡、1600点/㎡、1024点/㎡、625点/㎡…400点/㎡点计算，其最小良好观察距离应分别为8.75米、14.0米、17米、28米、35米、43.75米、56米…70米。）LED显示屏（通用的技术参数之四）工作环境

存贮温度：-40℃～+85℃工作温度：-10℃～+50℃

相对湿度：10%～95%工作电压：220V±15％主控计算机（联想开天主机或同档次计算机以上）基本附件：PCTV卡＋DVI显卡操作系统：WIN98/2000/XP计算机显示模式：1024×768帧频：≥60Hz视频输入信号：RF、S-Video、YUV、YC、COMPOSITION等LED显示屏（通用的技术参数之五）系统指标

刷新频率：≥180Hz灰度/颜色：4K/显示16.7M颜色亮度调节方式：软件16级可调有效通讯距离：网线100m（无中继）,多模光纤500m，单模光纤20km平均无故障时间：1000小时寿命：5万小时失效率：＜0.0002LED显示屏（通用的技术参数之六）模组拼接精度:模组在拼接过程中存在着一定的拼接误差，造成显示屏平整度下降、象素间距改变、水平和垂直方向的错位等四个方面的拼接误差。任意相邻像素间平整度P（mm)：0.5<P≤1.5；象素中心距精度JX:任意相邻模组拼接处相邻象素之间的象素间距误差5%<JX≤10%水平错位精度CS:水平方向相邻的两个模组在拼装过程中，形成的上下错位，称为水平错位

5%<CS≤10%垂直错位精度CC:将垂直方向相邻的两个模组在拼装过程中，形成的左右错位，称为垂直错位

5%<CC≤10%LED显示屏（通用的技术参数之七）IP防护等级说明:（按照EN60529/IEC529）第一标记数字表示接触保护和外来物保护等级，第二标记数字表示防水保护等级:室内型IP31>FN≥IP30室外型IP66>FW≥IP54

接触保护和外来物保护等级(第一个数字)防水保护等级(第二个数字)第一个数字防护范围第二个数字防护范围名称说明名称说明0无防护

0无防护

1防护50mm直径和更大的固体外来体探测器，球体直径为50mm,不应完全进入1水滴防护垂直落下的水滴不应引起损害2防护12.5mm直径和更大的固体外来体探测器，球体直径为12.5mm,不应完全进入2柜体倾斜15度时，防护水滴柜体向任何一侧倾斜15度角时，垂直落下的水滴不应引起损害3防护2.5mm直径和更大的固体外来体探测器，球体直径为2.5mm,不应完全进入3防护溅出的水以60度角从垂直线两侧溅出的水不应引起损害4防护1.0mm直径和更大的固体外来体探测器，球体直径为1.0mm,不应完全进入4防护喷水从每个方向对准柜体的喷水都不应引起损害5防护灰尘不可能完全阻止灰尘进入，但灰尘进入的数量不会对设备造成伤害5防护射水从每个方向对准柜体的射水都不应引起损害6灰尘封闭柜体内在20毫巴的低压时不应进入灰尘6防护强射水从每个方向对准柜体的强射水都不应引起损害注：探测器的直径不应穿过柜体的孔7防护短时浸水柜体在标准压力下短时浸入水中时，不应有能引起损害的水量浸入8防护长期浸水可以在特定的条件下浸入水中，不应有能引起损LED显示屏（室内显示屏之一---LED）室内显示屏的LED灯封装三合一LED灯（TOP3528)三并一LED灯（0805型、0603型）两种LED灯各自的优势如右表LED灯参数

三合一三并一成本高低散热好好平整性好中混光好中

LED芯片供应商指标（典型值，具体与所选灯有关）R(红)台湾（光磊、国联）珠海（三安）波长：620~630nm之间连续5nm，亮度120~180mcd中取10%~30%G(绿)美国（科瑞)台湾（泰谷）大连（路美）波长：515~525nm之间连续5nm，亮度200~400mcd中取10%~30%B(蓝)美国（科瑞)台湾（泰谷）大连（路美）波长：470~480nm之间连续5nm，亮度40~100mcd中取10%~30%LED显示屏（室内显示屏之二---模组）常规LED显示屏模块都是由16X16像素组成驱动方式：恒流驱动（MBI5026、TB62706、DM135、ST2221）、恒压驱动（74HC595）。恒流驱动成本比恒压驱动成本高，不过恒流驱动使得LED显示一致性更好，对LED灯损害一致。（LED灯的VF值不一样）扫描方式：静态扫描、1/2扫描、1/4扫描、1/8扫描几种，越靠前的扫描方式成本越高，不过亮度也越高，越鲜艳常用的规格：PH6、PH7.62、PH8、PH10、PH12

P6P7.62P10P12模组尺寸（mm)96X96122X122160X160192X192模块显示屏参数项目φ1.9mmφ3.0mmφ3.7mmφ4.8mmφ5.0mmφ8.0mm发光点直径圆形1.9mm圆形3.0mm圆形3.7mm圆形4.8mm圆形5.0mm圆形8.0mm发光点中心距2.5mm4.0mm4.7mm6.0mm7.625mm10.0mm发光点结构红/绿红/绿红/绿/蓝红/绿/蓝红/绿/蓝红/绿/蓝单元板解析度80点×16点80点×32点80点×32点

80点×40点

80点×40点16点×32点64点×32点64点×32点80点×32点64点×32点单元板尺寸80mm×40mm320mm×128mm380mm×152mm480mm×192mm610mm×244mm320mm×160mm260mm×128mm305mm×152mm384mm×192mm488mm×244mm分辨率160000点/平米62500点/平米44321点/平米27778点/平米17200点/平米10000点/平米显示16点阵汉字625字/平米244字/平米173字/平米108字/平米67字/平米39字/平米最佳可视距离0.5-8M1.5-15M2-20M3-30M3.5-35M5-35M每平方米功耗(峰值)900W/平米700W/平米600W/平米500W/平米500W/平米500W/平米驱动方式1/16、1/8动态扫描、恒流发光器件台湾光磊、国联、鼎元、HP、GREE、日亚视角水平±80度,垂直±60度发光亮度大于600cd/平米每平方米重量30kg/平米显示方式同步,异步三并一显示屏参数项目P6P7.62P8P10P12P16P20产品代号LT6SC8LT6SC4LT7SC8LT7SC4LT8SC8LT8SC4LT10SC8LT10SC4LT12SC8LT12SC4LT16SC4LT20SC4模组封装形式SMD0805SMD0805SMD0805SMD0805SMD0805SMD0805SMD0805像素间距6mm7.62mm8mm10mm12mm16mm20mm模组尺寸96mmX96mm122mmX122mm128mmX128mm160mmX160mm192mmX192mm256mmX256mm320mmX160mm物理密度27777bot/㎡17222bot/㎡15625bot/㎡10000bot/㎡6944bot/㎡3906bot/㎡2500bot/㎡像素组成1R1G1B1R1G1B1R1G1B1R1G1B1R1G1B1R1G1B1R1G1B模组分辨率16X1616X1616X1616X1616X1616X1616X8技术参数最佳视距8.4M10.6M11.2M14M18.8M22.5M28M最大视角水平大于120度，垂直大于60度最大功率150W200W170W250W190W300W100W200W80W170W100W120W驱动方式1/8扫描1/4扫描1/8扫描1/4扫描1/8扫描1/4扫描1/8扫描1/4扫描1/8扫描1/4扫描1/4扫描1/4扫描白平衡亮度(cd/㎡)400800400800400800400700350600300250主要使用场所夜场市政夜场市政夜场市政夜场市政夜场市政市政市政三合一显示屏参数项目P6P7.62P8P10P12产品代号LT6SJ4LT7SJ4LT8SJ4LT10SJ4LT12SJ4模组封装形式SMD3528SMD3528SMD3528SMD3528SMD3528像素间距6mm7.62mm8mm10mm12mm模组尺寸96mmX96mm122mmX122mm128mmX128mm160mmX160mm192mmX192mm物理密度27777bot/㎡17222bot/㎡15625bot/㎡10000bot/㎡6944bot/㎡像素组成1R1G1B1R1G1B1R1G1B1R1G1B1R1G1B模组分辨率16X1616X1616X1616X1616X16技术参数最佳视距8.4M10.6M11.2M14M18.8M最大视角水平大于120度，垂直大于60度最大功率200W250W300W200W170W驱动方式1/4扫描1/4扫描1/4扫描1/4扫描1/4扫描白平衡亮度800cd/㎡800cd/㎡800cd/㎡700cd/㎡600cd/㎡室外显示屏参数LED显示屏（室内显示屏之三---箱体）箱体：标准箱体、简易箱体、铝背条标准箱体一般采用4：3像素组成，如果是4X3模组组成的箱，一般采用独立的散热系统、独立的控制系统、独立的供电系统和独特的安装结构部分，这就造成了高昂的成本价格，但是它的结构是最合理、安装简单、可批量生产。简易箱体采用的像素的组成没有现成的规则，一般跟据现场安装要求订做。不过它也具有独立的供电系统和简易的安装结构、控制系统跟据现场安装要求订做。铝背条所有的都是按现场要求订做安装方式。LED显示屏（室内显示屏之三---外框结构及外装饰）对于室内显示屏外框通常有三种做法：茶色铝合金、铝合金外包不锈钢和扳金一体化。

茶色铝合金外框结构简单，外框颜色接近显示屏底色。

铝合金外包不锈钢框架，采用拉丝不锈钢，美观、大方。

扳金一体化结构，其颜色为索尼灰，容易被视觉接收。另外在整体结构方面比较紧凑，没有缝隙。其缺点是对显示屏的面积大小有要求。

箱体LED显示屏（室内显示屏之四---控制系统1）标准箱体控制系统框架图：

接收卡

箱体接收卡

箱体接收卡