LED顯示屏驅(qū)動(dòng)解決方案介紹和比較

　幾種驅(qū)動(dòng)解決方案介紹和比較

　　TLC5941驅(qū)動(dòng)芯片

　　TLC5941芯片是TI德州儀器)公司最新推出的,具有點(diǎn)校正、高灰度等級(PWM控制)等特點(diǎn)。TLC5941所有內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器,灰度寄存器,點(diǎn)校正寄存器和錯(cuò)誤狀態(tài)信息都通過串行接口存取,最大串行時(shí)鐘頻率30MHz,片間電流誤差一般在±6%以內(nèi),位間電流誤差一般在±4%以內(nèi),每通道最大輸出電流80mA

　　TLC5941每個(gè)通道可用PWM方式根據(jù)內(nèi)部灰度寄存器的值進(jìn)行4096級灰度控制,該寄存器是12位的,每個(gè)通道LED驅(qū)動(dòng)電路由6位點(diǎn)校正寄存器的值進(jìn)行64級控制,且驅(qū)動(dòng)電流的最大值可通過片外電阻設(shè)定。64級電流控制提供了LED點(diǎn)灰度校正的能力,4096級灰度調(diào)整則保證了即使在較低的灰度等級下,點(diǎn)陣中的每個(gè)點(diǎn)也有多達(dá)256級的灰度表示,從而紅綠藍(lán)全彩屏可有16M色的色彩表達(dá)能力,這兩點(diǎn)對于高質(zhì)量的彩色大屏幕顯示是格外重要的相對于傳統(tǒng)的彩色大屏幕顯示系統(tǒng),集中產(chǎn)生PWM進(jìn)行灰度控制,可編程邏輯芯片(或高速CPU只需要處理緩存管理、灰度和點(diǎn)校正數(shù)據(jù)的輸出,設(shè)計(jì)復(fù)雜度降低,且由于PWM灰度控制與數(shù)據(jù)串行移出無關(guān),可很方便地獲得較高幀頻,取得很好的動(dòng)態(tài)顯示效果。

　　為了保障彩色大屏幕的可靠運(yùn)行,TLC5941提供了每一路LED開路(LOD和過溫檢測(TSD能力,內(nèi)置集電極開路輸出電路,用于出錯(cuò)時(shí)報(bào)警。16個(gè)通道中無論哪個(gè)通道有錯(cuò)誤發(fā)生,內(nèi)置集電極開路輸出電路的輸出管腳就會(huì)被拉到低電平,通過查詢芯片的內(nèi)部狀態(tài)信息,就可知道哪一路出現(xiàn)故障,系統(tǒng)中所有TLC5941內(nèi)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(jiān)控這個(gè)信號,系統(tǒng)可在運(yùn)行過程中進(jìn)行自我診斷。TLC5941適用于工作環(huán)境比較惡劣同時(shí)對顯示效果要求很高以及對安全性能要求很高的場合,比如高速公路的LED信息指示牌,大型的露天LED電視等。

　　MBI5028驅(qū)動(dòng)芯片

　　MBI5028臺灣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(qū)動(dòng)芯片。內(nèi)置串并移位寄存器和輸出鎖存器,且采用 PrecisionDr技術(shù)以得到更優(yōu)良的電氣特性。MBl5028最大串行時(shí)鐘頻率為25MHz,片間電流誤差一般在±6%以內(nèi),位間電流誤差一般在±3%以內(nèi),最大輸出電流為90mA

　　MBI5028內(nèi)建電流增益控制邏輯單元,可編程電流增益功能采用Share-IO技術(shù),無須增加額外的管腳,只需在對應(yīng)的管腳輸入一特定的序列信號,就可進(jìn)入MBI5028特殊功能模式--電流調(diào)整模式。該模式下,可通過系統(tǒng)微控制器,向電流增益控制邏輯單元寫入不同電流增益的數(shù)據(jù),鎖存這些數(shù)據(jù),并通過內(nèi)建數(shù)字與模擬共享的轉(zhuǎn)換器,有效控制電流的輸出。由于工作環(huán)境的變化和LED屏老化,LED屏亮度將會(huì)降低,如以一個(gè)固定順向電流,LED屏的亮度偏差就會(huì)較小。通過可編程的電流增益功能和PrecisionDr技術(shù),可調(diào)整電流偏差,補(bǔ)償LED屏的亮度,同時(shí)獲得比較高質(zhì)量的圖像。利用PrecisionDr技術(shù)并內(nèi)建數(shù)字與模擬共享的轉(zhuǎn)換器,相同精確度下,通過改變數(shù)字碼的方式,從而獲得相對的輸出電流,進(jìn)而提高LED屏的成像質(zhì)量。

　　目前的技術(shù)可以為LED顯示屏提供256個(gè)電流等級,使其達(dá)到1200%總動(dòng)態(tài)范圍,提供256個(gè)輸出電流等級。電氣特性和芯片封裝方面,MBI5026兼容性比較好,使用者不用更改以前為同類型芯片設(shè)計(jì)的PCB板,就可獲得具有Share-IO技術(shù)的電流增益技術(shù),能大大地降低升級成本。MBI5026適用于工作環(huán)境條件并不苛刻,但要求高質(zhì)量成像的LED屏驅(qū)動(dòng)方案上,比如室內(nèi)的大型LED顯示屏等中低端屏幕。同時(shí)MBI5028還適用于老驅(qū)動(dòng)芯片的升級。

　　ST2221C驅(qū)動(dòng)芯片

　　ST2221C中國臺灣SITI點(diǎn)晶科技)公司推出的一款LED屏驅(qū)動(dòng)芯片。內(nèi)置串并移位寄存器單元、輸出鎖存器單元和電流輸出控制單元,電氣特性較為優(yōu)良。ST2221C最大串行時(shí)鐘頻率為25MHz,片間電流誤差一般在±10%以內(nèi),位間電流誤差一般在±6%以內(nèi),最大輸出電流為120mA ST2221C包含16通道恒流驅(qū)動(dòng)單元,能同時(shí)驅(qū)動(dòng)16路LED適用于一些低端屏的驅(qū)動(dòng),比如室內(nèi)信息屏等低端LED顯示屏。

　　存在問題

　　功耗及發(fā)熱問題

　　由于輸出電流較大,LED顯示屏芯片的功耗和發(fā)熱問題一直是阻擾驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)展的第一因素。將來可能出現(xiàn)的手持式LED顯示屏的驅(qū)動(dòng)方式上,這個(gè)問題將會(huì)變得尤為突出。隨著LED器件制造工藝水平的進(jìn)步和驅(qū)動(dòng)電流的減小,問題會(huì)逐步得到解決。

　　應(yīng)用成本問題

　　一塊主流16位穩(wěn)態(tài)電流LED顯示屏驅(qū)動(dòng)芯片只能驅(qū)動(dòng)16路的LED器件。一塊分辨力為1024×768LED顯示屏就必須使用多塊驅(qū)動(dòng)芯片才能獲得預(yù)期效果,這樣就使得材料成本比較高。如果采用驅(qū)動(dòng)芯片自身采用掃描方式,那么一塊主流的驅(qū)動(dòng)芯片就能一次驅(qū)動(dòng)多路LED器件,將會(huì)使應(yīng)用成本降低許多。

　　小結(jié)

　　從這幾家LED驅(qū)動(dòng)芯片制造商的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看,目前主流芯片主要分為3個(gè)檔次。第一檔次是具有灰度機(jī)制的芯片,這類芯片內(nèi)部具有PWM功能,可以根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)產(chǎn)生灰度,更易形成深層次灰度,顯示高品質(zhì)畫面。第二檔次是具有輸出開路檢測(LOD溫度過熱保護(hù)(TSD亮度調(diào)節(jié)功能的芯片,這些芯片由于有了附加功能而更適用于特定場合,如用于可變情報(bào)板,則要求芯片具有偵測LED錯(cuò)誤的功能。第三檔為不帶任何附加功能的恒流源芯片,此類芯片只為LED提供恒流源,保證屏體顯示畫面質(zhì)量良好。