Konstrukcja podświetlenia: krytyczne szczegóły dotyczące jakości podświetlanego ekranu

W świecie ekranów LCD, niezależnie od tego, czy jest to przejrzysty ekran monochromatyczny, czy żywy kolorowy ekran, podświetlenie jest duszą jego wizualnej prezentacji. Jednak sterowanie podświetleniem jest znacznie bardziej złożone niż zwykłe „włączanie światła”. Zaniedbanie szczegółów projektu może w najlepszym wypadku prowadzić do nierównej jasności i pogorszenia komfortu użytkowania, a w najgorszym – do skrócenia żywotności ekranu wyświetlacza. W tym artykule omówiono podstawowe zasady projektowania sterowania podświetleniem, umożliwiając inżynierom tworzenie stabilnych i niezawodnych rozwiązań wyświetlaczy.

1. Sterowanie prądem stałym: podstawa jednolitości jasności

Diody podświetlające LED muszą być zasilane źródłem prądu stałego! Ma to ogromne znaczenie dla rozwiązania problemu „niespójnej jasności w różnych modułach przy tym samym napięciu”. Diody LED z natury wykazują zmiany napięcia przewodzenia (Vf) (typowa wartość pojedynczej diody LED: 2,7–3,2 V). Przy zasilaniu stałym napięciem diody LED o nieco niższym Vf będą pobierać więcej prądu, co skutkuje wyższą jasnością, podczas gdy diody o wyższym Vf będą słabsze. Sterowanie prądem stałym precyzyjnie kontroluje prąd płynący przez każdą diodę LED (zwykle 15-20 mA), zapewniając jednolitość na ekranach monochromatycznych i dokładne odwzorowanie kolorów na ekranach kolorowych.

2. Kontrola czasu: zapobieganie „duchom” i „migotaniu”

Kiedy ekran LCD włącza się lub wybudza ze stanu uśpienia, jego wewnętrzne ciekłe kryształy wymagają czasu reakcji i nie osiągają natychmiast stabilnego stanu wyświetlania. Natychmiastowe włączenie podświetlenia w takich warunkach powoduje, że użytkownicy widzą chaotyczne „duchy” lub niestabilne migotanie. Kluczowe zasady projektowania to:

Włączanie/wybudzanie: Podświetlenie należy włączyć dopiero po odświeżeniu wyświetlacza o co najmniej 30 klatek i ustabilizowaniu się. Dzięki temu użytkownicy widzą stabilny i wyraźny obraz początkowy.

Wyłączanie/uśpienie: Ściśle przestrzegaj kolejności: najpierw wyłącz podświetlenie, następnie wyłącz sygnał wyświetlacza i odetnij zasilanie ekranu wyświetlacza. Odwrócenie tej sekwencji może spowodować nieprawidłowe jasne plamy lub „duchowe” artefakty podczas wyłączania.

3. Projekt obwodu i obliczanie parametrów: równoważenie bezpieczeństwa i wydajności

Typowe topologie obwodów napędowych obejmują:

Napęd równoległy z jedną diodą LED: Stosunkowo prosta konstrukcja z dobrą redundancją (awaria jednej diody LED nie ma wpływu na całość). Jednakże całkowite zapotrzebowanie prądu napędu jest wysokie (np. 8 diod LED równolegle wymaga 120-160 mA przy 20 mA/LED).

Napęd równoległy z wieloma ciągami: bardziej wydajny, odpowiedni do średnich i dużych ekranów LCD. Zagadnienia projektowe:

Napięcie szeregowe: Całkowite napięcie na ciąg diod LED = pojedyncza dioda LED Vf * Liczba w szeregu. Przykład: 8 diod LED połączonych szeregowo wymaga napięcia zasilania ≥ 3,2 V * 8 = 25,6 V (uwzględnij margines).

Prąd równoległy: Całkowity prąd napędu = prąd na ciąg * Liczba równoległych ciągów. Przykład: 2 ciągi równolegle, 20 mA na ciąg, całkowity prąd = 20 mA * 2 = 40 mA.

Marginesy bezpieczeństwa: Projektowe napięcie wyjściowe nie może przekraczać 36 V (wspólne bardzo niskie napięcie bezpieczne – SELV – limit). Całkowity prąd napędu nie powinien przekraczać 300 mA (wydajność równoważenia i dobór komponentów).

Wniosek

Wyjątkowe wrażenia z ekranu wyświetlacza zaczynają się od precyzyjnego projektu podświetlenia. Niezależnie od tego, czy chodzi o oszczędne ekrany monochromatyczne, czy wymagające wizualnie ekrany kolorowe, dogłębne zrozumienie i zastosowanie zasad sterowania prądem stałym, ścisła kontrola sekwencjonowania zasilania, dokładne obliczanie parametrów szeregowo-równoległych i przestrzeganie norm bezpieczeństwa to niezbędne kroki w celu stworzenia wysokiej jakości produktów wyświetlających o długiej żywotności. Te pozornie drobne „szczegóły” są właśnie krytycznymi czynnikami decydującymi o ostatecznej jakości ekranu wyświetlacza i zadowoleniu użytkownika.

O CNK

Założona w Shenzhen w 2010 r. firma CNK Electronics (w skrócie CNK) rozbudowała w 2019 r. wiodącą na świecie fabrykę w Longyan w Fujian. Jest to wyspecjalizowane i innowacyjne przedsiębiorstwo specjalizujące się w projektowaniu, rozwoju, produkcji i sprzedaży produktów wyświetlających. CNK zapewnia klientom pełną gamę ekonomicznych małych i średnich modułów wyświetlaczy, rozwiązań i usług o doskonałej jakości na całym świecie. Zorientowany na technologię i wysoką jakość, CNK utrzymuje zrównoważony rozwój, pracuje nad oferowaniem klientom lepszych i stabilnych usług.