48通道LED標(biāo)牌顯示器驅(qū)動(dòng)應(yīng)用方案

驅(qū)車(chē)行駛在城市的大街上時(shí)，環(huán)顧一下四周，您會(huì)看到越來(lái)越多的全色 LED 標(biāo)牌及留言板出現(xiàn)在商店、飯店和辦公大樓的外墻上。隨著 LED 矩陣顯示系統(tǒng)產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)，廣告標(biāo)牌現(xiàn)在可提供商店老板可承受的價(jià)格。為了支持這一需求，我們正在努力開(kāi)發(fā)新技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化可實(shí)現(xiàn)這些顯示屏的 LED 驅(qū)動(dòng)器。

今年年初，TI 推出了業(yè)界第一個(gè) 48 輸出（48 通道）LED 標(biāo)牌顯示器驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品系列。TLC5954、TLC5955 和 TLC5958 提供三個(gè)等級(jí)的集成度，支持不同程度的靈活性。

那為什么需要 48 組輸出呢？在當(dāng)前的 LED 標(biāo)牌市場(chǎng)，16 輸出驅(qū)動(dòng)器使用量最大。在 TI，TI TLC5920 就是一個(gè)實(shí)例。因此，具有 48 組輸出的器件是普通 16 輸出器件通道數(shù)的三倍，不過(guò)更多的輸出將支持全色標(biāo)牌應(yīng)用中紅、綠、藍(lán) (RGB) 三種顏色的 LED 燈。

在典型 LED 顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一個(gè)模塊包含 16 × 16 個(gè)像素（參見(jiàn)“LED 標(biāo)牌術(shù)語(yǔ)”）和 3 個(gè)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)所需的 16 通道器件：

• IC1：16 × 16，紅

• IC2：16 × 16，綠

• IC3：16 × 16，藍(lán)

在將 3 個(gè) 16 輸出器件的使用與一個(gè) 48 輸出器件進(jìn)行對(duì)比時(shí)，明顯的優(yōu)勢(shì)是后者具有更高的集成度，可將 PCB 上驅(qū)動(dòng)器 IC 的數(shù)量減少 3 倍。這可簡(jiǎn)化 PCB 布局。

以下是采用 3 個(gè) 16 輸出驅(qū)動(dòng)器的普通 LED 布局與采用 1 個(gè) 48 輸出驅(qū)動(dòng)器的相同布局的比較。在每張圖的上半部分有 256 (= 16 × 16) 個(gè) RGB 3 合 1 LED 燈，相當(dāng)于 768 個(gè)獨(dú)立 LED 燈。使用 48 通道驅(qū)動(dòng)器可顯著簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，無(wú)需線路跨接。

3 個(gè) 16 通道 LED 驅(qū)動(dòng)器 IC

單個(gè) 48 通道 LED 驅(qū)動(dòng)器 IC

例如，我們可以看看采用 48 通道 TLC5958 的 TI Design。在本實(shí)例中，4 層電路板上有一個(gè) 64 × 64 像素的矩陣設(shè)計(jì)，它比以上實(shí)例大 16 倍，總共有 12,288 個(gè) LED。

當(dāng)您考慮在下一款設(shè)計(jì)中采用這些 48 通道驅(qū)動(dòng)器時(shí)，這里提供的一些信息可幫助您為系統(tǒng)選擇理想的器件。此外，您還可以觀看視頻《業(yè)界第一個(gè) 48 通道 LED 顯示器驅(qū)動(dòng)器系列》。

TLC5954 LED 驅(qū)動(dòng)器使用最簡(jiǎn)單，不僅集成亮度控制功能，而且還可通過(guò)軟件提供高度的靈活性。它沒(méi)有集成 PWM 生成邏輯，但包含可直接控制輸出級(jí)開(kāi)關(guān)的長(zhǎng)移位寄存器。要驅(qū)動(dòng) TLC5954，需要一款功能強(qiáng)大的處理器（FPGA、DSP 和／或 ASIC）向移位寄存器發(fā)送開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)。TLC5954 的優(yōu)勢(shì)在于軟件代碼可通過(guò)處理器做您想做的任何事情。例如，您可實(shí)施復(fù)雜而精密的擴(kuò)頻 PWM 信號(hào)控制來(lái)避免或最小化 EMI 問(wèn)題。

TLC5955 LED 驅(qū)動(dòng)器在集成度和靈活性方面處于這 3 款器件的中間水平。該器件集成業(yè)經(jīng)驗(yàn)證的 ES-PWM 控制，允許使用較低功耗處理器控制該驅(qū)動(dòng)器。

48 通道 LED 顯示器驅(qū)動(dòng)器系列的第三款器件是高度集成的 TLC5958。它集成 48Kb RAM，支持高達(dá) 32 倍的時(shí)分復(fù)用控制。該多路復(fù)用技術(shù)可減少 PCB 上的驅(qū)動(dòng)器 IC 數(shù)量。如果沒(méi)有集成 RAM，就很難實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量視頻輸出影像，因?yàn)闀r(shí)間空擋太短。此外，TLC5958 還集成預(yù)充電 FET 和低灰階增強(qiáng)功能，特別適合高倍時(shí)分復(fù)用顯示系統(tǒng)。