LED显示屏亮度调节高低的原理图.docx

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1、1ED显示屏亮度调节高低的原理图目录1. 序言12. 1ED发光原理23. 1ED显示屏的亮度调节34. 1ED显示屏亮度调节高低的原理图34.1.概述31 .2.调节驱动电流34 .3.控制做功时间45 .直流DC46 .交流AC51 .序言近年来1ight-emittingdiode(1ED)被广泛用于照明行业，相较于其他光源，1ED具有诸多优势：光效高、寿命长、色温变化小、动态响应快、体积小等。1ED(1ightEmittingDiode)是一种能够发光的二极管。1ED的发光原理基于半导体材料的发光特性。1ED的核心发光材料主要是由元素周期表中宽禁带半导体材料，三至四族化合物，相关元素主

2、要为钱、碑、锢，其中钱是一种银白色金属，最外层有3个电子，如果在硅基体中掺杂一点钱，晶体结构中一个钱替代一个硅，共价键中少了一个电子，多了一个空穴，就形成了P型半导体。而1ED的核心发光材料中，最具有代表性的是GaN氮化钱，它是第三代半导体材料，具有能隙更宽，介电常数更小，导热性能更好的特点，是制造高亮度蓝光1ED和蓝光激光器的首选材料。2.3. 1ED发光原理当电流被注入到半导体的PN结时，原子中低能级的电子吸收能量从基态被激发到较高能级，这个能级我们称之为激发态。而激发态的寿命是短暂的，他十分容易回归到基态。在回归基态时激发态电子会释放出多余的能量，这些能量中有一部分以光子的形式传递了出去

3、。这一过程称为能级跃迁。这里描述的是自发辐射的过程，有别于激光二极管的受激辐射。自发辐射产生的光子，光谱较宽，方向性较差，响应较慢，属于非相干光源。适用于低速光通信和普通的照明。当一个电流通过1ED的正向电极（称为阳极）和负向电极（称为阴极）时，发生了以下过程：1 ,能带结构：1ED是由两种不同类型的半导体材料组成的。其中一个材料是P型半导体，它的电子能带结构使电子处于能量较高的位置。另一个材料是N型半导体，它的电子能带结构使电子处于能量较低的位置。2,结合层：P型和N型半导体相接触的区域被称为PN结。在PN结附近，电子从P型半导体向N型半导体迁移，填补了空位，形成正电荷。这个区域称为PN结合

4、层。3 .正向电流：当正向电流通过1ED时，电子从P型材料迁移到N型材料，而空穴（正电荷）从N型材料迁移到P型材料。这个过程称为注入。4 .内部能级：当电子从P型材料迁移到N型材料时，它与空穴相遇，释放出能量。这个能量以光子的形式被释放出来，产生可见光。5 .发光：每个光子的能量与半导体材料的特性相关。通过选择特定的半导体材料，可以控制发光的颜色。当正向电流通过1ED时，能量被转化为光能，1ED就会发光。不同的半导体材料和注入电流的不同强度可以使1ED发出不同颜色的光。这是1ED在照明、显示和其他应用中广泛使用的原因之一。4. 1ED显示屏的亮度调节1ED显示屏的亮度可以通过以下方法进行调节：

5、1 ,硬件调节：大多数1ED显示屏都配备了硬件调节功能，通常会有一个物理按钮或旋钮，用于直接调节亮度。你可以根据需要旋转按钮或按下按钮，使屏幕的亮度增加或减少。2 .软件调节：对于一些便携式或电脑连接的1ED显示屏，你可以通过电脑或设备的操作系统来调节屏幕亮度。在WindOWS系统中，你可以在系统设置中找到显示设置，并通过滑动调节条来调整亮度。在MaC系统中，你可以在系统偏好设置的显示选项中找到亮度调节选项。3显示屏内置菜单：一些高级1ED显示屏有自己的内置菜单和设置选项，可以通过屏幕上的物理按钮或触摸屏来访问。在菜单中，你可以找到亮度调节选项，按照指示进行调节。无论使用哪种方法进行调节，你可

6、以通过逐步增加或减少亮度，以找到合适的亮度水平。要注意的是，过高或过低的亮度可能会影响显示屏的清晰度和可视性，因此最好选择一个适合你当前环境和需求的亮度水平。4. 1ED显示屏亮度调节高低的原理图4.1. 概述节能是各行各业不断努力的目标，“按需照明”需要根据环境的变化，人员的变化自动调节灯光的亮度，实现即不影响人的生产活动，又做到高效节能的目的。那么1ED是怎么实现亮度调节的呢？4. 2.调节驱动电流ForwardCurrent（mA）图1电流光强图图1是1W（额定电流为35OmA）白光1ED的驱动电流与发光强度对比图。可以看到，当电流为35OmA时，光强为1倍，当175mA时，光强为0.5

7、倍，在低于额定电流时基本保持线性。因此，通过调节电流的大小可以很好的控制1ED的发光强度。5. 3.控制做功时间先提一一个生理特征：当人看到一一幅画面快速闪过时，这幅画面产生的视觉刺激会在大脑中停留几十到几百毫秒时间，亮度越亮，停留的时间越长。这一特征我们称为视觉残留，早在宋朝的时候，人们就已经利用这一生理现象发明了“走马灯”，到后来又出现了一帧一帧画出来的动画片，格格播放的露天电影，都是利用了视觉残留这以特征。现在电影的标准是每秒播放24帧，也就是1秒钟只放24幅图片，而这在我们看来是非常连续，非常真实的。5 .直流DCPWM（脉冲宽度调制），这是一种应用非常广泛的调节方式，不仅可以用在亮度

8、调节上，还用在逆变器，模型里的舵机，多轴飞行器里姿态控制都离不开PWMo一一二1t05050O2112彳E)tsoPJeMJO1Ana1ogDimming5-O1PWMDimmingTime0.25t图2PWM如图2,如果我们要把一个20mA的1ED灯的亮度调节到25%,我们可以把电流直接调到5mA,也可以让1ED以20mA的电流亮25%的时间，灭75%的时间，如此循环，当这个循环足够的快，快到人眼便无法感到闪烁。这种调节工作时间(调节脉冲宽度)的方式就是PWMo我们再套用公式来罗列一下上面的观点：因为W=PXt=UXIXt(1)所以0.25W=0.25UAt=0.25U2Rt(2)(由于1ED在调节电流的过程中，正向导通电压变化不大，为了简化计数我们假设电压是不变的)6 .交流AC电网的电都是以交流的形式传输到终端设备，可控硅是一种可以被控制什么时候被导通的半导体器件，即控制导通角，它会在电流0位置时自动关闭。所以可以通过可控硅直接控制输入到设备的电能。下图中咖啡色的线就是电网电压,蓝色线为被可控50%切相后的波形。