LED顯示屏驅動(dòng)解決方案介紹和比較

　幾種驅動(dòng)解決方案介紹和比較

　　TLC5941驅動(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所有內部數據寄存器,灰度寄存器,點(diǎn)校正寄存器和錯誤狀態(tài)信息都通過(guò)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?xún)?位間電流誤差一般在±4%以?xún)?每通道最大輸出電流80mA

　　TLC5941每個(gè)通道可用PWM方式根據內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,且驅動(dòng)電流的最大值可通過(guò)片外電阻設定。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(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的彩色大屏幕顯示系統,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)校正數據的輸出,設計復雜度降低,且由于PWM灰度控制與數據串行移出無(wú)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行,TLC5941提供了每一路LED開(kāi)路(LOD和過(guò)溫檢測(TSD能力,內置集電極開(kāi)路輸出電路,用于出錯時(shí)報警。16個(gè)通道中無(wú)論哪個(gè)通道有錯誤發(fā)生,內置集電極開(kāi)路輸出電路的輸出管腳就會(huì )被拉到低電平,通過(guò)查詢(xún)芯片的內部狀態(tài)信息,就可知道哪一路出現故障,系統中所有TLC5941內置集電極開(kāi)路輸出電路的輸出管腳可接到一起,通過(guò)上拉電阻接到高電平,通過(guò)監控這個(gè)信號,系統可在運行過(guò)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(chǎng)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屏驅動(dòng)芯片。內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?xún)?位間電流誤差一般在±3%以?xún)?最大輸出電流為90mA

　　MBI5028內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(wú)須增加額外的管腳,只需在對應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--電流調整模式。該模式下,可通過(guò)系統微控制器,向電流增益控制邏輯單元寫(xiě)入不同電流增益的數據,鎖存這些數據,并通過(guò)內建數字與模擬共享的轉換器,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(guò)可編程的電流增益功能和PrecisionDr技術(shù),可調整電流偏差,補償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)并內建數字與模擬共享的轉換器,相同精確度下,通過(guò)改變數字碼的方式,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L(cháng)ED顯示屏提供256個(gè)電流等級,使其達到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(lèi)型芯片設計的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屏驅動(dòng)方案上,比如室內的大型LED顯示屏等中低端屏幕。同時(shí)MBI5028還適用于老驅動(dòng)芯片的升級。

　　ST2221C驅動(dòng)芯片

　　ST2221C中國臺灣SITI點(diǎn)晶科技)公司推出的一款LED屏驅動(dòng)芯片。內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?xún)?位間電流誤差一般在±6%以?xún)?最大輸出電流為120mA ST2221C包含16通道恒流驅動(dòng)單元,能同時(shí)驅動(dòng)16路LED適用于一些低端屏的驅動(dòng),比如室內信息屏等低端LED顯示屏。

　　存在問(wèn)題

　　功耗及發(fā)熱問(wèn)題

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

　　應用成本問(wèn)題

　　一塊主流16位穩態(tài)電流LED顯示屏驅動(dòng)芯片只能驅動(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動(dòng)芯片才能獲得預期效果,這樣就使得材料成本比較高。如果采用驅動(dòng)芯片自身采用掃描方式,那么一塊主流的驅動(dòng)芯片就能一次驅動(dòng)多路LED器件,將會(huì )使應用成本降低許多。

　　小結

　　從這幾家LED驅動(dòng)芯片制造商的產(chǎn)品結構來(lái)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制的芯片,這類(lèi)芯片內部具有PWM功能,可以根據輸入的數據產(chǎn)生灰度,更易形成深層次灰度,顯示高品質(zhì)畫(huà)面。第二檔次是具有輸出開(kāi)路檢測(LOD溫度過(guò)熱保護(TSD亮度調節功能的芯片,這些芯片由于有了附加功能而更適用于特定場(chǎng)合,如用于可變情報板,則要求芯片具有偵測LED錯誤的功能。第三檔為不帶任何附加功能的恒流源芯片,此類(lèi)芯片只為L(cháng)ED提供恒流源,保證屏體顯示畫(huà)面質(zhì)量良好。