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燚智能周教授--智能硬件开发实战派--前期回顾 LED灯“这么危险”，还能不能看？LED灯，生活中应用非常广泛，手机屏幕除了三星和Iphone X其他几乎都是LED背光。液晶电视和电脑显示器大多也是LED背光。家庭用的灯泡，已有很大一部分从节能灯替换成了LED灯。 我们天天面对LED灯，听到过很多手机电脑电视屏幕伤眼睛、LED照明灯伤眼睛的种种传说。 LED灯“这么危险”，还能不能愉快的使用了？ 设计的不好的灯和显示屏，光线不均匀，还可能有闪烁。虽然是高频闪烁，但看久了还是不舒服。本文会中间讲述LED灯组的设计，以及LED亮度调节对人眼的感受。 另外，LED的光谱中含有的蓝光成分，对眼睛也会有损坏，iPhone X的屏的护眼模式，就会在暗光下把屏幕色温调的偏黄一些。 LED灯组，用串联还是并联？前面的文章提了一个问题：同一批生产出来的LED灯，两端施加相同的电压，其亮度是否一样？ 答案是“否”。 图：LED灯的亮度和电流的关系（线性等比例关系） 所有的LED规格书上都会标注亮度和电流的关系，但是没有人标亮度和电压的关系。这是因为LED生产出来之后，是有个体差异性的，会导致相同正向电压下的正向电流略有区别。 相同的电流下，灯的亮度是一致的。但是相同的电压下，可能亮度会有差别。大品牌的LED差异会小一些，小品牌的LED差异性会大一些。尤其是白光LED特别明显。 图：2X4串并联4寸LCD背光电路 图：显示器的LED阵列 手机、平板电脑、液晶显示器都采用白光LED作为背光。如果采用背光灯并联的方式，就会存在上述的差异性，某一颗灯稍微亮一些，或者稍微暗一些，导致屏幕局部偏亮或者偏暗。 因此，例如上述4寸屏采用2路4颗串联，6寸屏一般是4路6颗串联，显示器的就更多了。串联的设备上的电流相同，确保相同的亮度。几路并联起来就无需把电压升到太高，还可以把灯的差异性平均化一些。 然后外挂一颗升压芯片，提供十多伏的供电，或者为每一串灯提供一个恒流源，更精准的控制灯的电流。像一串6颗的白光LED，一般需要提供3.3V x6的电压，接近20V。 如何控制LED灯的亮度？直流调光 vs PWM调光 改变LED的电流，就可以改变亮度。除此之外，还可以用PWM方式控制LED的亮度。 图：PWM控制LED亮度 LED灯，一会打开，一会关闭。通过减少灯的发光时间来降低亮度。人眼睛有视觉残留，如果开关频率足够快，超过人眼能够分辨的速度，就不会觉得在闪烁了。通常PWM调光的频率在200Hz-1000Hz，也有些会更高。 通过电流控制亮度，就是直流调光，通过降低灯的发光强度来降低亮度。 这两种方式哪个好呢？严格来讲电流调光的要更好一些，均匀度高，并且没有闪烁。PWM调控的LED灯，眼睛敏感的人能够看出来闪烁，尤其在运动中看起来闪烁会更明显。周教授自己的眼睛就属于闪烁敏感型，特别受不了LED照明灯的闪烁，所以家里一颗LED灯泡都没有。 电流调光需要有电流源，驱动成本上比PWM方式的要贵一些。 手机上大多是电流调光的，电视和显示器有一部分是采用PWM调光的方式，照明灯有不少是用PWM调光的。 总结：如果眼睛敏感，尽量不要选LED灯。平时看手机看电脑看电视，尽量还是距离远一些、时间短一些。LED或多或少对视力会有影响的。家里有婴幼儿的，应当避免他们长时间看屏幕。 燚智能周教授 |
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