3款LED顯示屏驅(qū)動(dòng)芯片比較

????? LED顯示屏作為一項(xiàng)高科技產(chǎn)品引起了人們高度重視,采用計(jì)算機(jī)控制,將光、電融為一體的大屏幕智能顯示屏已經(jīng)應(yīng)用到很多領(lǐng)域。LED顯示屏的像素點(diǎn)采用LED發(fā)光二極管,將許多發(fā)光二極管以點(diǎn)陣方式排列起來,構(gòu)成LED陣列,進(jìn)而構(gòu)成LED屏幕。通過不同的LED驅(qū)動(dòng)方式,可得到不同效果的圖像。因此驅(qū)動(dòng)芯片的優(yōu)劣,對LED顯示屏的顯示質(zhì)量起著重要的作用。

　　?LED驅(qū)動(dòng)芯片可分為通用芯片和專用芯片。通用芯片一般用于LED顯示屏的低端產(chǎn)品,如戶內(nèi)的單、雙色屏等。最常用的通用芯片是74HC595,具有8位鎖存、串一并移位寄存器和三態(tài)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(chǎn)此類芯片。

　　由于LED電流特性器件,即在飽和導(dǎo)通的前提下,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(gè)最大特點(diǎn)是提供恒流源。恒流源可保證LED穩(wěn)定驅(qū)動(dòng),消除LED閃爍現(xiàn)象。下面將重點(diǎn)介紹LED顯示屏的專用驅(qū)動(dòng)芯片。

專用芯片的主要參數(shù)和發(fā)展現(xiàn)狀

　　專用芯片具有輸出電流大、恒流等基本特點(diǎn),比較適用于要求大電流、畫質(zhì)高的場合,如戶外全彩屏、室內(nèi)全彩屏等。專用芯片的關(guān)鍵性能參數(shù)有最大輸出電流、恒流源輸出路數(shù)、電流輸出誤差(bittobit,chiptochip和數(shù)據(jù)移位時(shí)鐘等。

　　1　最大輸出電流

　　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,一般90mA 左右。電流恒定是專用芯片的基本特性,也是得到高畫質(zhì)的基礎(chǔ)。而每個(gè)通道同時(shí)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?yàn)樵诎灼胶鉅顟B(tài)下,要求每一路都同時(shí)輸出恒流電流。一般最大恒流輸出電流小于允許的最大輸出電流。

　　2　恒流輸出通道

　　恒流源輸出路數(shù)有8位(8路恒源)和16位(16路恒源)兩種規(guī)格,現(xiàn)在16位源占主流,其主要優(yōu)勢在于減少了芯片尺寸,便于LED驅(qū)動(dòng)板PCB布線,特別是對于點(diǎn)間距較小的LED驅(qū)動(dòng)板更有利。

　　3　電流輸出誤差

　　電流輸出誤差分為兩種,一種是位間電流誤差,即同一個(gè)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(gè)很關(guān)鍵的參數(shù),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(dá)到白平衡。目前主流恒流源芯片的位間電流誤差(bittobit一般在±6%以內(nèi),chiptochip片間電流誤差在±15%以內(nèi)。

　　4　數(shù)據(jù)移位時(shí)鐘

　　數(shù)據(jù)移位時(shí)鐘決定了顯示數(shù)據(jù)的傳輸速度,影響顯示屏的更新速率的關(guān)鍵指標(biāo)。作為大尺寸顯示器件,顯示刷新率應(yīng)該在85Hz以上,才能保證穩(wěn)定的畫面(無掃描閃爍感)較高的數(shù)據(jù)移位時(shí)鐘是顯示屏獲取高刷新率畫面的基礎(chǔ)。目前主流恒流源驅(qū)動(dòng)芯片移位時(shí)鐘頻率一般都在15MHz以上。

　　LED上游外延片、芯片生產(chǎn)上,美國、日本、歐盟仍擁有很大的技術(shù)優(yōu)勢,而中國***地區(qū)則已成為全球重要的LED生產(chǎn)基地。雖然中國在LED外延片、芯片的生產(chǎn)技術(shù)上距離國際先進(jìn)水平還有較大差距,國內(nèi)芯片、外延片的生產(chǎn)還集中在中低端產(chǎn)品,但是國內(nèi)龐大的應(yīng)用需求,給LED下游廠商帶來巨大的發(fā)展機(jī)會。雖然各種芯片的解決方案都是用于驅(qū)動(dòng)LED顯示屏,但由于各種芯片所具備的功能不同,故驅(qū)動(dòng)方案的特性也各有不同。下面介紹目前在國占主流地位的16位恒流LED顯示屏驅(qū)動(dòng)芯片,并從應(yīng)用的角度對它進(jìn)行分析比較。

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。