全彩led显示屏驱动芯片(led显示屏驱动ic原理)

在LED全彩显示屏工作中,驱动IC的作用是接收符合协议的显示数据(来自接收卡或视频处理器等信息源),内部产生PWM和电流时间变化,并输出和亮度灰度刷新等待相关的PWM电流来点亮LED。由驱动IC、逻辑IC、MOS开关组成的外围IC共同作用于LED显示屏的显示功能,决定其显示效果。

LED驱动芯片可分为通用芯片和专用芯片两类。

全彩led显示屏驱动芯片(led显示屏驱动ic原理)

所谓通用芯片并不是专门为LED设计的,而是一些具有LED显示屏部分逻辑功能的逻辑芯片(如串2并移位寄存器)。

专用芯片是指根据LED的发光特性,专门为LED显示屏设计的驱动芯片。 LED是电流特性器件,即在饱和导通的前提下,其亮度随电流的变化而变化,而不是通过调节两端电压来变化。因此,专用芯片最大的特点之一就是提供恒流源。恒流源可以保证LED的稳定驱动,消除LED的闪烁现象,是LED显示屏显示高质量图像的前提。一些专用芯片还根据不同行业的需求增加了一些特殊功能,如LED错误检测、电流增益控制、电流校正等。

驱动IC的演变:

20世纪90年代,LED显示屏主要采用单色、双色,采用恒压驱动IC。 1997年,我国第一颗LED显示屏专用驱动控制芯片9701出现,从16级灰度跨越到8192级灰度,实现视频中所见即所得。随后,鉴于LED发光特性,恒流驱动器成为全彩LED显示驱动器的首选,同时集成度更高的16通道驱动器取代了8通道驱动器。 20世纪90年代末,日本东芝、美国Allegro、Ti等公司相继推出16通道LED恒流驱动芯片。 21世纪初,中国台湾企业的驱动芯片也开始量产和使用。如今,为了解决小间距LED显示屏的PCB布线问题,一些驱动IC厂商推出了高集成度的48路LED恒流驱动芯片。

驱动IC性能指标:

LED显示屏的性能指标中,刷新率、灰度和图像表现力是最重要的指标之一。这就要求LED显示驱动IC通道间电流高度一致性、高速通信接口速率和恒流响应速度。过去,刷新率、灰度和利用率之间存在权衡关系。为了保证其中一两个指标优越,剩下的两个指标就得适当牺牲。正因如此,很多LED显示屏在实际应用中很难做到两全其美。要么刷新不够,用高速摄像设备拍摄时容易出现黑线,要么灰阶不够,颜色亮度不一致。随着驱动IC厂商的技术进步,他们在三高问题上取得了突破,已经能够解决这些问题。

在LED全彩显示屏的应用中,为了保证用户长时间使用眼睛的舒适度,低亮度、高灰度成为检验驱动IC性能尤为重要的标准。

驱动IC趋势:

1、节能:

作为绿色能源,节能是LED显示屏永恒的追求,也是考量驱动IC性能的重要标准。驱动IC的节能主要包括两个方面。一是有效降低恒流拐点电压,从而降低传统5V电源以下的运行;二是通过优化IC算法和设计,降低驱动IC的工作电压和工作电流。目前,部分厂商推出了低过渡电压的恒流驱动IC,可提高LED利用率15%以上。他们采用比常规产品低16%的电源电压来减少热量产生,大大提高了LED显示屏的能源效率。

2. 整合:

随着LED显示屏像素间距的快速缩小,单位面积所需要贴装的封装器件数量呈几何级数增加,大大增加了模组驱动面上的元件密度。以小间距LED为例,15扫160*90模组需要180个恒流驱动IC、45个排管、2138颗。由于器件数量如此之多,PCB上的可用布线空间变得极其拥挤,使得电路设计变得更加困难。同时,如此拥挤的元器件排列很容易造成焊接不良等问题,也降低了模块的可靠性。驱动IC用量较少,PCB布线面积较大。应用端的需求迫使驱动IC走高集成度的技术路线。

目前业界主流驱动IC供应商已陆续推出高集成度的48通道LED恒流驱动IC,将大规模外围电路集成到驱动IC的晶圆中,可以降低应用端PCB电路的复杂度板设计。也避免了因各厂家工程师的设计能力或设计差异而带来的问题。

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