一種三基色LED驅動(dòng)原理及應用IC線(xiàn)路設計方案

三基色組成方式

在三基色設計應用中通常是，通過(guò)調節設定LED電流來(lái)達到白平衡和最大的期望亮度值。

我們一般將最簡(jiǎn)單、最優(yōu)化的配色方式作為，設計全彩顯示技術(shù)的顏色再現方法。白平衡是檢驗顏色組成的重要標志之一。三基色白光一般是紅綠藍三基色按亮度比例混合而成，當光線(xiàn)中綠色的亮度為69%，紅色的亮度為21%，藍色的亮度為10%時(shí)，混色后人眼感覺(jué)到的是純白色。早前的CRT電視機到現在的LCD 液晶顯示都是這樣組成的，LED當然將成熟的技術(shù)照搬。

LED 紅、綠、藍三色的色品坐標因工藝過(guò)程等原因無(wú)法達到全色譜的效果，而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，稱(chēng)為配色。當為全彩色LED 顯示屏進(jìn)行配色前，為了達到最佳亮度和最低的成本，應盡量選擇三原色發(fā)光強度成大致為3：6：1 比例的LED 器件組成像素。白平衡要求三種原色在相同的調配值下合成的仍舊為純正的白色。單就LED來(lái)說(shuō)是很難實(shí)現，為了解決此類(lèi)問(wèn)題，一般IC都會(huì )設計設置電流大小的功能，便于不同批次LED都可以達到同樣的白光效果。

我們一般把可以合成的顏色叫做，原色;在應用中的紅、綠、藍三色叫做，基色。色度圖中的三個(gè)頂點(diǎn)為理想的原色波長(cháng)。如果原色有偏差，則可合成顏色的區域會(huì )減小，光譜表中的三角形會(huì )縮小，從視覺(jué)角度來(lái)看，色彩不僅會(huì )有偏差，豐富程度減少，見(jiàn)下圖。

LED發(fā)出的紅、綠、藍光線(xiàn)根據其不同波長(cháng)特性可大致分為紫紅、純紅、橙紅、橙、橙黃、黃、黃綠、純綠、翠綠、藍綠、純藍、藍紫等，橙紅、黃綠、藍紫色較純紅、純綠、純藍價(jià)格上便宜很多。三個(gè)原色中綠色最為重要，因為綠色占據了白色中69%的亮度，且處于色彩橫向排列表的中心。因此在權衡顏色的純度和價(jià)格兩者之間的關(guān)系時(shí)，綠色是著(zhù)重考慮的對象。

三基色PWM調光

PWM Dimming (脈寬調制)，是LED最佳的灰度調節方式。PWM說(shuō)的容易理解些，就是控制LED開(kāi)和關(guān)的時(shí)間比例，將開(kāi)和關(guān)的時(shí)間比例劃分為若干等級，LED就會(huì )顯示出相應數量的灰階。

PWM頻率：剛才說(shuō)了PWM就是打開(kāi)和關(guān)閉LED的時(shí)間比例實(shí)現的，但是開(kāi)關(guān)次數不能使太低，最起碼要欺騙過(guò)眼睛。借鑒電視機的經(jīng)驗一般大于100Hz，有些LED顯示屏會(huì )受到攝像機的拍攝，有條件的建議設計在300-500Hz較為合理。

在三基色設計應用中通常是，通過(guò)調節LED電流來(lái)達到白平衡和最大的期望亮度，通過(guò)控制PWM來(lái)實(shí)現灰階等級。LED領(lǐng)域灰度等級數目分別有7色、8 級、16級、32級、64級、128級、256級、512級等幾種方式。也可以是不同的數量級，這些數量等級主要是便于數字線(xiàn)路數據處理而已。比如非要劃分為100級，那也是可以的。

三基色的灰度等級乘積，是產(chǎn)品理論可以再現的顏色數量，通常我們說(shuō)多少種顏色。例如：?jiǎn)紊?56色，紅256(級)×綠256(級)×藍256(級)= 16777216(16KK種顏色)。

單色256級灰度已經(jīng)完全滿(mǎn)足眼睛的色域需要，目前的LCD液晶顯示器就是這樣，也是目前IC支持最多的灰階之一。因LED色差較大有使用512級灰度，實(shí)際使用矯正后的部分灰度顯示。512灰階比較有代表性的IC有，MBI5030、TLC5940、DM137、DM133、DM412等。點(diǎn)校正的設計方法。這個(gè)方法用來(lái)在大型顯示器中校準每個(gè)象素。校準完成后，或者說(shuō)完成點(diǎn)校正之后，當顯示器調整到某個(gè)特定亮度時(shí)，每個(gè)象素都能提供一樣的亮度等級。

其它低灰階等級，可以在設計時(shí)按需要不同選擇。比如在商業(yè)裝飾照明上面32級就夠了，出文字符號等會(huì )更低。單色照明亮度調整16級即可滿(mǎn)足要求。

通用型驅動(dòng)方式-74HC595

74HC595通用邏輯器件，在數字線(xiàn)路上面一直扮演著(zhù)重要的角色，在LED前階段沒(méi)有很好的IC支持時(shí)，74HC595串行數據傳輸在LED上得到了應用。在目前的產(chǎn)品設計中還是有許多廠(chǎng)家使用。實(shí)際優(yōu)勢并不明顯，74HC595是解決了數據級聯(lián)傳輸問(wèn)題，但是IC并不恒流，一般是靠電阻限流或橋接小電流線(xiàn)路解決。長(cháng)距離壓差問(wèn)題，恒流顯得非常重要，恒流誤差也會(huì )較大的影響高灰度表現。輸出驅動(dòng)訊號是類(lèi)似PWM信號，灰度是控制器產(chǎn)生的，要是設計較大的項目，就需要較快的傳輸速度和刷新率，所以對控制器和線(xiàn)路級聯(lián)要求相對較高。

目前使用74HC595并不節省成本。一是，時(shí)鐘、鎖存、灰度是并行傳輸，需要74HC245配合，這也是成本；二是，大數據量的傳輸速度會(huì )增加線(xiàn)路成本和控制器成本，開(kāi)發(fā)難度高?？傊?，74HC595是借到LED領(lǐng)域使用的，利用三位顯示RGB，閑置五位，一定會(huì )被專(zhuān)用IC所取代。已經(jīng)使用習慣了，使