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LED背光屏幕PWM调光引不适问题的解决方法
如果长时间使用LED背光的LCD屏幕后感到不适，可能是与屏幕的PWM调光机制有关。以下整理了小编解决此问题时的调查资料与尝试，希望方便同样遇到此问题的朋友更易改善情况。
　　如果长时间使用背光的LCD屏幕后感到不适，可能是与屏幕的PWM调光机制有关。以下整理了小弟解决此问题时的调查资料与尝试，希望方便同样遇到此问题的朋友更易改善情况。　　简单点说就是现今绝大部份LCD屏幕所使用的LED背光都是使用PWM调控方法来控制亮度，而此方法会使画面出现肉眼看不见的高速闪动，并且在屏幕亮度调得越低时越明显。这些闪动会刺激眼睛及大脑引起眼压上升(眼痛及累)、头痛等问题，严重程度因人而异。而大部份LCD屏幕当亮度调到最大(100%)时便会停用PWM，i.e.闪动会停止。下面我们就针对这个问题寻找相关的解决方案吧!　　理想的使用条件　　1.屏幕亮度与房间环境亮度接近，反差越少对眼睛的压力越少　　2.屏幕表面无眩光i.e.环境光反射，眩光会刺激眼球难以对焦　　3.屏幕画面无闪动，i.e.停用PWM　　如何解决眩光问题　　1.避免房间背光，i.e.座位背后有强光源直射屏幕表面　　2.选择防眩光的屏幕，(较好)雾面&=反眩光涂层镜面&净镜面(最差)　　如何解决PWM闪动问题　　最好当然是换一只非PWM的屏幕，例如BenQ不闪屏、Dell部份中高阶型号　　较常见的办法是把屏幕亮度设为100%，然后在显示适配器软件的设定内把亮度调低　　小弟的办法是把屏幕亮度设为100%，然后在屏幕的设定内用其他办法把亮度调低(详情见下文)　　方法的问题　　小编使用NVIDIA显卡实际尝试时发现，因为画面先由显卡软件调色，再经屏幕芯片二次调色，然后才输出LCD面板，最后显示的画面虽然暗了但明显色调过浓失真，长看眼睛会觉得辛苦。如果直接在软件内再调整gamma值，则失真情况很易再恶化。　　方法的说明　　在显卡软件使用默认值的情况下，直接在屏幕调色。方法是先把屏幕亮度设为100%以停用PWM，然后到屏幕调整色调/颜色的选顶以自定义设定形式把红、绿、蓝三色的增益值一齐降低，最后是修改对比度作微调。　　色调/颜色选顶即是可以选择冷色、？色、sRBG等色温控制的那页，一般会有一项是自定修改红绿蓝比例的，比如预设是红98绿100蓝98，尝试改为红0绿2蓝0，如果屏幕亮度明显降低，恭喜你的屏幕支持C.3.方法。　　亮度适合后，再微调对比度至舒适的水平。如果是文书上网用的多，建议对比度无需太高，对比太高眼睛长看会觉得辛苦。　　方法因为只经过屏幕芯片一次调色，因此输出画面较C.2.自然，效果与直接调整屏幕亮度接近，观感较舒适。缺点是因为是通过LCD面板遮盖过量的背光，因此会使屏幕可显示色域收窄，如果是6bit面板则渐变色的色块问题会轻微增加，另外漏光情况亦会变得较明显。这些缺点理论上C.2.方法亦会存在。　　实测在LGIPS及AOCTN屏上都能成功用C.3.方法，而画质亦无大分别。&
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> pwm调光对LED灯具的影响是负面的吗？
pwm调光对LED灯具的影响是负面的吗？
　　随着的应用面越来越广，随之而来的问题也在不断冲击着人们的认知。如：pwm调光对led灯具的影响，会不会降低灯具的寿命?led调光带来的频闪会不会损害人们的健康?随着生活水平的提高和科技的不断进步，人们对灯光的要求，早已跳出了简单照明的需求。我们就针对这些问题从以下几个方面来讨论一下。
　　LED调光闪烁的问题和处理办法：
　　通常人眼能够感知到频率达70 Hz的光闪烁，高于这个频率则不会感知。故在LED照明应用中，如果脉冲信号出现频率低于70
Hz的低频分量，人眼就会感受到闪烁。当然，在具体应用中，有多种因素可能导致LED灯闪烁。就哪当下很受欢迎的可控硅调光来说，闪烁原因一般都是回路电流达不到可控硅的维持电流导致的，达不到维持电流有几个原因:
1可控硅导通后，电路由于不是阻性，由于电容，电感，会存在电流振荡，当电流振荡到低于可控硅维持电流后，就可控硅关断，然后重新触发。
2可控硅导通后，电流会慢慢下降，当下降到可控硅维持电流前，由于这个时间很短，如果后面电路还来不及工作，同样会重启。
3当输入电压降低时，回路电流也降低，降低到低于可控硅维持电流后，可控硅关断。采用，如果频率高于100Hz，就不会出现频闪现象。应用简单、效率高、精度高，且调光效果好。
　　PWM 调光对LED的寿命有何影响?
　　LED本身的寿命很长，PWM调光并不会损及LED的预期寿命;甚至由于PWM调光帮助减小LED发热量，实际上还能帮助延长LED预期寿命。当然，在系统设计中，需要有效地检测及控制LED温度，保证LED可靠工作，体现其长寿命和低维护成本的优势。
　　以上从led频闪和对灯具寿命的影响两个方面来简单阐述了pwm调光的影响，可见pwm调光的影响在很多方面都是正面的，相信随着技术的不断提升，智能照明也将会逐渐更多的走进生活，改变人们的生活习惯，营造一个更加健康、舒适、智能的光环境。
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解读LED灯具三大调光方法
解读LED灯具三大调光方法
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解读LED灯具三大调光方法
灯具的调光方法最主要、常见的有三种，这三种调光技能都是根据LED驱动电流输入的变化来进行调光的。按照不同的电路系统也能够分为模仿调光和PWM调光。
第一种：这种调光方法为通过调制LED驱动电流来完成LED灯的调光，由于LED芯片的亮度与LED驱动电流成一定的比例干系，所以我们调节LED驱动电流就可以控制LED灯的明暗。
第二种：这种调光方法称之为脉冲宽度调制(PWM)。该种方法是经过调节使驱动电流呈方波状，其脉冲宽度可变，经过对脉冲宽度的调制转变为调制LED灯连续点亮的时间，也同时转变了输入功率，从而到达节能、调光的目标。频率跟平常一样大概在200Hz~10KHz;因为人的眼睛视觉的滞后性，不会感觉得到光源在调光过程中产生的闪耀现象。此种调光方法的好处是能改善LED的散热性能，缺陷是驱动电流的过冲对LED芯片的寿命肯定有一定的影响中国灯具之乡”余姚地区灯具企业依托本地产业优势,充分借力“节能环保”特色,在产品的设计开发中大打“节能”牌,不断应用新型节能环保技术开发产品以适应市场需求。据统计,今年前四月余姚出口节能灯具2230批次,货值5006万美元,同比分别增长32.5%和18.4%,…。
第三：这种方法称为模仿停电停电停电或直线法metod.Vid调光方法的优点在于当驱动电流线性增长或下降，减少过程中的LED 芯片寿命的驱动电流的排放量，着色计划较强的抗nepriyatnost.Nedostatkom是磁盘的大小目前的变化过程，当然，在一定程度的LED 芯片的色温。
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半导体照明光源现已批量进入照明领域，但出现不少问题，主要是能效、可靠性、光色质量以及成本等问题，有关能效和光色质量所涉及的内容很丰富，如视觉舒适度、智能化调光控制等，在此暂不描述。本文将讨论急需解决的主要技术问题，归结为“三高一低”，即高光效、高显色性、高可靠和低成本的技术问题，实现低成本其实质也是技术问题。解决这四大技术问题，需要在半导体照明产业链各个环节上采取一系列措施，比如采用新技术、新结构、新工艺、新材料等，这里只提及应该采取的技术路线和方向，希望对LED企业的产品创新有所帮助。
一、如何实现高光效
半导体照明的光效，或者说能效，是节能效果的重要指标。目前LED器件光效产业化水平可达120～140lm/W，作成照明灯具总的能效可大于100lm/W。这还是不高，节能效果不明显，离半导体器件光效理论值250lm/W还有很大距离。真正要做到高光效，要从产业链各个环节上解决相关的技术问题，主要是提高内量子效率、外量子效率、封装出光效率和灯具效率，本文将针对外延、芯片，封装，灯具等几个环节要解决的技术问题探讨。
1.提高内量子效率和外量子效率
主要采取以下几点措施来提高内量子效率和外量子效率。
(1)衬底表面粗化及非极性衬底
采用纳米级图型衬底、“取向型”图型衬底或非极性、半极性衬底生长GaN，减少位错和缺陷密度及极性场影响，提高内量子效率[1]。
(2)广义同质衬底
采用HVPE(氢化物液相外延)在Al2O3蓝宝石衬底上生长GaN，作为混合同质衬底GaN/Al2O3，在此基础上外延生长GaN，可极大地降低位错密度达106～107cm-2，并较大地提高内量子效率。日亚、Cree及我国北大均在研发之中[2]。
(3)改进量子阱结构
控制In组分的变化方式和变化量、优化量子阱结构提高电子和空穴交叠几率，增加幅射复合几率以及调节非平衡载流子的输运等，提高内量子效率。
(4)采用新结构的芯片
采用新结构要求芯片六面出光，在芯片界面上采用新技术进行多种表面粗化方式，减少光子在芯片界面上反射几率，并增加表面透光率，以提高芯片的外量子效率。
2.提高封装出光效率及降低结温
(1)荧光粉效率及涂覆工艺
荧光粉的光激发效率目前还不高，黄粉可达70%左右，红粉和绿粉的效率较低，有待进一步提高。另外，荧光粉的涂覆工艺非常重要，有报道称在芯片表面均匀涂复60微米厚度的荧光粉，激发效率较高。
(2)COB封装
当前半导体照明的光源采用各种形式COB封装，提高COB封装的出光效率是当务之急，有报道称，采用第二代(有的称第三代)COB矩阵式结构封装，其光效可达120lm/W以上。如果采用倒装芯片和六面发光体进行全反射的结构，光效可达160lm/W以上。
(3)降低结温
据有关报道，结温为25℃时的发光量设为100%，当结温上升至60℃时其发光量只有90%，当上升至140℃时只有70%，所以在封装时要加大散热措施，保持较低结温，维持较高的发光效率。
3.提高灯具的取光效率
不同LED灯具的效率相差很大，一般LED灯具效率大于80%，有一部分可大于90%。要根据LED光源的特点以及不同的应用场合，对灯具进行精细的二次光学设计，也要考虑灯具散热和眩光问题，提高LED灯具的取光效率。
二、实现高显色性
白光LED的光色质量内容很多，包括色温、显色性、光色保真度、光色自然度、色调识别度、视觉舒适度等[3]。美国SSL计划提出，LED照明产品的光谱分布要达到类似太阳光的光谱分布。要达到上述这些要求是很难的，要做很多基础研究工作，将来一定会实现。这里只讨论目前急需解决的色温和显色性问题。美国能源之星标准规定，室内照明的显色指数CRI≥80，但在一些高端的应用场合要求CRI≥90。制作高显色性LED光源，会损失较多的光效，所以在设计时要照顾这两方面因素。
在此有必要说明一下有关显色指数CRI的评价问题[4]，CIE(TC1-62)技术报告177的结论：“CIE的CRI不适合用于表示白光 LED光源的显色范围”。现在有很多种针对CRI定标提出的修正办法，如CQS色品质度、GAI全色域指数、RF夫勒特利指数、CPI颜色偏爱指数、 CDI色分辨指数等，目前CIE要采用哪一种修正尚未定论。美国NIST(国家标准研究院)提出采用CQS来评价光源颜色的质量，将测试样品扩大到15 种，包含部分高色饱和度的样品，这样就好得多，很多人给予认同。要提高显色性，原则上要考虑RGB三基色组合来实现，目前有三种办法。
(1)多基色荧光粉
LED光源采用LED蓝光芯片加铝酸盐黄粉和氮化物红粉、绿粉组合成LED白光，其显色指数CRI可达80～90。据有关报道，如采用RGBY荧光粉有效组合，其CRI可达98。
(2)RGB多芯片组合
采用RGB多芯片有效组合的LED白光，显色指数CRI也可达80～90，可能由于驱动方式和成本等因素，目前较少应用。
(3)荧光粉加芯片
LED光源采用蓝光芯片加铝酸盐黄粉加红色芯片，有效组合LED白光，其显色指数可达80以上，光效较高，成本尚可，是目前普遍采用的组合方式。
三、提高可靠性
LED器件及光源(灯具)的可靠性、失效率、寿命等指标，在实际应用中存在不同的理解和描述，有必要作些解释。
可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力[5]。LED失效类别主要有严重失效(指关键参数改变至LED不亮)和参数失效(指光电参数由初始值变化至超一定限度)。失效曲线包括早期失效(在使用初期失效率高，随后迅速下降)、偶然失效(失效率低，但很稳定)和耗损失效(随使用时间愈长，耗损失效不断上升)。
寿命是产品可靠性的表征值。由于产品所规定各种寿命的含义不同，容易造成混淆，在此作具体描述。有关寿命的描述有很多种，这里列举10种不同含义的寿命，即：寿命、平均寿命、中位寿命、特征寿命、预期寿命、可靠寿命、工作寿命、光通维持寿命、平均无故障工作时间和平均失效前工作时间等。其中 LED寿命的常用表述有：
寿命：一般指统计平均值，对大量元器件而言，LED器件的寿命就是采用这种描述的含义。
工作寿命：指LED产品的有效工作时间，不同于一般的寿命
中位寿命：有50%的灯具(光源)其光通量下降至某一定值(如初始值的70%)的时间定为中位寿命L70/B50，部分照明灯具的标准是采用中位寿命表述。
光通维持寿命：指发光器件(LED)或灯具(光源)的光通量下降至某一定值的时间，称为光通维持寿命(此时不考虑色参数的变化)。
IEC及能源之星的表述：
IEC组织提出用维持率来说明失效率、寿命、预期寿命等。
EPA(美国国家环境保护局)公布：能源之星灯具V1.0技术规范“技术中立”，规定匹配灯具寿命为1万小时即额定光通维持率寿命，集成LED灯具要求1.5万～2.5万小时。
能源之星标准提出LED光源(灯具)在加额定电流6000小时后，测量产品的光通维持率，并推算产品的工作寿命(指有效的工作时间)同时要求在全寿命期内色空间均匀度在CIE1976u′v′图中0.006以内。这个办法得到行业内普遍认同，但具体操作很难，因为需要花250天以上的试验时间，在企业中很难执行。
3.提高可靠性
提高LED可靠性是行内共同努力的目标。有关影响LED产品可靠性的各种因素，如芯片制造、封装、热阻、散热等，以前做了较详细描述[6]，在此希望企业对LED产品在执行全面质量控制的基础上，再作如下两点要求：
(1)减少失效率
目前在实际应用中，经常出现产品失效，有的甚至很严重。希望相关单位能通过各种试验，找出失效的原因，并采取有效的工艺筛选办法，剔除早期失效和偶然失效的不良产品，在使用中尽可能减少失效率。
(2)延长耗损失效时间
希望相关企业对典型的LED产品进行长时间老化试验(或加速老化试验)，通过分析找出产品耗损失效的原因，并在工艺、选材等各方面加以改进，延长耗损的时间，这也是提高LED寿命的有效办法。
四、降低成本
目前LED各种产品还没有大规模生产推广应用，主要问题是价格过高，LED产品不能长期靠补贴来发展，要不断努力降低成本。全球相关部门单位都在关注降低LED产品成本，比如美国SSL计划2015年LED光源(灯具)成本要达2美元/klm。我国也提出2015年LED光源(灯具)成本要在 15元/klm之内。台湾地区也提出在2014年之前可实现2美元/klm目标。要降低成本，除了大批量生产外，主要从技术上采取措施降低成本的方法、途径。
降低成本要从LED产业链各环节上着手，共同努力，首先分析LED产品的成本结构大约是4:4:2，即光源占40%、驱动和散热占40%、其他占20%，主要环节是外延芯片、封装、驱动、散热等方面成本有较大的下降空间，要从技术上采取有效措施，从根本上解决LED产品的成本问题。
1.外延芯片环节降低成本的方法探讨
目前LED产品的芯片占成本的40%左右，降低芯片的成本是最重要的任务。
世界主要外延生产厂家Veeco提出，对现有MOCVD的设备、工艺、架构改进，提高量产效率，至2014年外延片价格达0.2美元/cm2。(2009年1美元/cm2)
采用4″及6″的MOCVD设备以及配套的芯片制造设备，使外延、芯片产能的效率大幅度提高，从而降低外延芯片的成本。
目前全世界很多有实力的公司正在研发在8″硅片上直接生长GaN，并取得可喜成果。最近欧司朗发布在6″硅片上生长GaN芯片，面积1mm2，在350mA下，色温4500K时，光效可达127lm/W，需2年后投放市场。估计采取该方法生产可降低芯片成本50%。
开发同质广义外延，采用HVPE液相外延生长GaN衬底。在此生长GaN LED产品，既能提高LED性能，又能大幅度降低外延芯片成本，采用该方法生产，可大幅度缩短外延生长时间，同时可以大量节省MO源，据估算可降低芯片成本50%。
LED器件采用大电流密度下工作，如面积为1mm2芯片，一般工作电流是350mA，国外几家大公司均已开发可提供工作电流在1～2A下工作的功率LED器件，这样用一只芯片可获光通量达400～500lm，当然会损失部分光效，他们已经较好地解决了Droop现象，在获得同样光通量下，可较大降低芯片成本。
2.封装环节降低成本的方法探讨
半导体照明所用的光源将采用COB及模块封装形式，这样将极大地降低LED光源封装成本。
LED光源采用COB封装形式，目前主要是采用中功率多芯片、矩阵式集成封装，号称第三代COB封装形式，且有很多不同的结构类型，如 MCOB、COFB、MCOMB等，并可降低封装成本30%，目前国内已开发一种球泡灯，采用9只中功率芯片集成COB封装，体积小、不带散热片，功率为 7W，光通量可达500～700lm，其成本只有16元。
模块化标准封装LED产品，这将是半导体照明光源的发展方向。它是将芯片、驱动、控制部分、散热、零件等封装在一起形成模块，并进行标准化生产，可用于不同照明灯具产品，可极大地降低封装成本，据测算可降低封装成本50%，各主要厂商均积极投入研发之中。Zhaga联盟已着手制定相关标准，主要是光引擎界面接口标准，它将涵盖物理尺寸以及光引擎的光学、电气和热特性等，最终实现联盟内不同制造商之间的产品兼容性、互换性。
3.灯具环节降低成本的方法
在保障二次光学设计出光效率和散热性能的前提下，采用新材料、新的照明方式等，设计制作轻便、美观、价廉的新灯具，从而降低灯具成本。此外，目前国产电源的性能和可靠性有较大提高。在此基础上采取有效的技术措施，可较大幅度降低电源成本，从目前2.5～3元/W降至1.5～2元/W。
4.其他配套成本的降低
MOCVD外延炉和芯片制造设备，如能国产化，会较大幅度降低芯片制造成本。LED产品的检测设备，特别是光学检测设备，还有降低成本的空间。此外关键原材料国产化也有利于降低成本，其中，Al2O3蓝宝石衬底国产化，已降价不少。外延用的MO有机源，现有部分国产化，也有降价的余地。封装用的荧光粉等国产化，均有较大降价的余地。
总体而言，除了通过上采用新技术、新工艺、新结构、新材料等措施实现半导体照明的高光效、高显色性、高可靠和低成本外，从深层次来看，应该将提高能效和光色质量作为LED照明的更高要求，即LED白光的光谱分布类似太阳光的光谱分布，要充分考虑视觉舒适度、人性化的照明等，并进行智能化调光控制，减少电能损耗，提高节能效果，使半导体照明真正为人们提供节能、环保、健康、舒适的照明环境.
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