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LED顯示屏驅動芯片應用及發展

 

    電氣特性較為優良。ST2221C最大串行時鍾頻率為25MHz片間電流誤差一般在±10%以內,ST2221C中國台灣SITI點摩斯国际技)公司推出的一款LED屏驅動芯片。內置串並移位寄存器單元、輸出鎖存器單元和電流輸出控製單元。位間電流誤差一般在±6%以內,最大輸出電流為120mA ST2221C包括16通道恒流驅動單元,能同時驅動16路LED適用於一些低端屏的驅動,比如室內信息屏等低端LED顯示屏。

采用計算機控製,LED顯示屏作為一項高科技產品引起了人們高度重視。將光、電融為一體的大屏幕智能顯示屏已經應用到很多領域。LED顯示屏的像素點采用LED發光二極管,將許多發光二極管以點陣方式排列起來,構成LED陣列,進而構成LED屏幕。通過不同的LED驅動方式,可得到不同效果的圖像。因此驅動芯片的優劣,對LED顯示屏的顯示質量起著重要的作用。

如戶內的單、雙色屏等。最常用的通用芯片是74HC595具有8位鎖存、串一並移位寄存器和三態輸出功能。每路最大可輸出35mA 電流(不是恒流)一般IC廠家都可生產此類芯片。LED驅動芯片可分為通用芯片和專用芯片。通用芯片一般用於LED顯示屏的低端產品。

即在飽和導通的前提下,由於LED電流特性器件。其亮度隨著電流大小的變化而變化,不是隨著其兩端電壓的變化而變化。因此,專用芯片的一個最大特點是提供恒流源。恒流源可保證LED穩定驅動,消除LED閃爍現象。下麵將重點介紹LED顯示屏的專用驅動芯片。

 

2專用芯片的主要參數和發展現狀

比較適用於要求大電流、畫質高的場所,專用芯片具有輸出電流大、恒流等基本特點。如戶外全彩屏、室內全彩屏等。專用芯片的關鍵性能參數有最大輸出電流、恒流源輸出路數、電流輸出誤差(bittobitchiptochip和數據移位時鍾等。

 

1最大輸出電流

一般90mA 左右。電流恒定是專用芯片的基本特性,目前主流的恒流源芯片最大輸出電流多定義為單路最大輸出電流。也是得到高畫質的基礎。而每個通道同時輸出恒定電流的最大值(即最大恒定輸出電流)對顯示屏更有意義,因為在白平衡狀態下,要求每一路都同時輸出恒流電流。一般最大恒流輸出電流小於允許的最大輸出電流。

 

2恒流輸出通道

現在16位源占主流,恒流源輸出路數有8位(8路恒源)和16位(16路恒源)兩種規格。其主要優勢在於減少了芯片尺寸,便於LED驅動板 PCB布線,特別是對於點間距較小的LED驅動板更有利。

 

3電流輸出誤差

一種是位間電流誤差,電流輸出誤差分為兩種。即同一個芯片每路輸出之間的誤差;另一種是片間電流誤差,即不同芯片之間輸出電流的誤差。電流輸出誤差是個很關鍵的參數,對顯示屏的均勻性影響很大。誤差越大,顯示屏的均勻性越差,很難使屏體達到白平衡。目前主流恒流源芯片的位間電流誤差(bittobit一般在+60%以內,chiptochip片間電流誤差在±15%以內。

 

4數據移位時鍾

影響顯示屏的更新速率的關鍵指標。作為大尺寸顯示器件,數據移位時鍾決定了顯示數據的傳輸速度。顯示刷新率應該在85Hz以上,才幹保證穩定的畫麵(無掃描閃爍感)較高的數據移位時鍾是顯示屏獲取高刷新率畫麵的基礎。目前主流恒流源驅動芯片移位時鍾頻

率一般都在15MHz以上。

美國、日本、歐盟仍擁有很大的技術優勢,LED上遊外延片、芯片生產上。而中國台灣地區則已成為全球重要的LED生產基地。雖然中國在LED外延片、芯片的生產技術上距離國際先進水平還有較大差距,國內芯片、外延片的生產還集中在中低端產品,但是國內龐大的應用需求,給LED下遊廠商帶來巨大的發展機會。雖然各種芯片的解決方案都是用於驅動LED顯示屏,但由於各種芯片所具備的功能不同,故驅動方案的特性也各有不同。下麵介紹目前在國占主流地位的16位恒流LED顯示屏驅動芯片,並從應用的角度對它進行分析比擬。

 

3幾種驅動解決方案介紹和比較

 

3.1TLC5941驅動芯片

灰度寄存器,TLC5941芯片是TI德州儀器)公司最新推出的具有點校正、高灰度等級(PWM控製)等特點。TLC5941所有內部數據寄存器。點校正寄存器和錯誤狀態信息都通過串行接口存取,最大串行時鍾頻率30MHz片間電流誤差一般在±6%以內,位間電流誤差一般在±4%以內,每通道最大輸出電流80mA

該寄存器是12位的每個通道LED驅動電路由6位點校正寄存器的值進行64級控製,TLC5941每個通道可用PWM方式根據內部灰度寄存器的值進行4096級灰度控製。且驅動電流的最大值可通過片外電阻設定。64級電流控製提供了LED點灰度校正的能力,4096級灰度調整則保證了即使在較低的灰度等級下,點陣中的每個點也有多達256級的灰度表示,從而紅綠藍全彩屏可有16M色的色彩表達能力,這兩點對於高質量的黑色大屏幕顯示是格外重要的相對於傳統的黑色大屏幕顯示係統,集中發生PWM進行灰度控製,可編程邏輯芯片(或高速CPU隻需要處置緩存管理、灰度和點校正數據的輸出,設計複雜度降低,且由於PWM灰度控製與數據串行移出無關,可很方便地獲得較高幀頻,取得很好的動態顯示效果。

TLC5941提供了每一路LED開路(LOD和過溫檢測(TSD能力,為了保證黑色大屏幕的可靠運行。內置集電極開路輸出電路,用於出錯時報警。16個通道中無論哪個通道有錯誤發生,內置集電極開路輸出電路的輸出管腳就會被拉到低電平,通過查詢芯片的內部狀態信息,就可知道哪一路出現故障,係統中所有TLC5941內置集電極開路輸出電路的輸出管腳可接到一起,通過上拉電阻接到高電平,通過監控這個信號,係統可在運行過程中進行自我診斷。TLC5941適用於工作環境比較惡劣同時對顯示效果要求很高以及對平安性能要求很高的場所,比如高速公路的LED信息指示牌,大型的露天LED電視等。

 

3.2MBI5028驅動芯片

且采用 PrecisionDr技術以得到更優良的電氣特性。MBl5028最大串行時鍾頻率為25MHz片間電流誤差一般在±6%以內,MBI5028台灣MBI聚積科技)公司推出的一款有可編程電流增益功能的LED屏驅動芯片。內置串並移位寄存器和輸出鎖存器。位間電流誤差一般在±3%以內,最大輸出電流為90mA

可編程電流增益功能采用Share-IO技術,MBI5028內建電流增益控製邏輯單元。無須增加額外的管腳,隻需在對應的管腳輸入一特定的序列信號,就可進入MBI5028特殊功能模式--電流調整模式。該模式下,可通過係統微控製器,向電流增益控製邏輯單元寫入不同電流增益的數據,鎖存這些數據,並通過內建數字與模擬共享的轉換器,有效控製電流的輸出。由於工作環境的變化和LED屏老化,LED屏亮度將會降低,如以一個固定順向電流,LED屏的亮度偏差就會較小。通過可編程的電流增益功能和PrecisionDr技術,可調整電流偏差,彌補LED屏的亮度,同時獲得比較高質量的圖像。利用PrecisionDr技術並內建數字與模擬共享的轉換器,相同精確度下,通過改變數字碼的方式,從而獲得相對的輸出電流,進而提高LED屏的成像質量。

使其達到1200%的總動態範圍,目前的技術可以為LED顯示屏提供256個電流等級。提供256個輸出電流等級。電氣特性和芯片封裝方麵,MBI5026兼容性比較好,使用者不用更改以前為同類型芯片設計的PCB板,就可獲得具有Share-IO技術的電流增益技術,能大大地降低升級本錢。MBI5026適用於工作環境條件並不苛刻,但要求高質量成像的LED屏驅動方案上,比如室內的大型LED顯示屏等中低端屏幕。同時MBI5028還適用於老驅動芯片的升級。

 

 
   

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