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        LED全彩顯示屏驅動IC的功能和作用

        2022-08-24 閱讀 4518

        LED全彩顯示屏的工作中,驅動IC的作用是接收符合協議的顯示數據(來自接收卡或視頻處理器等信息源),內部產生PWM和電流時間變化,輸出與亮度和灰度刷新相關的PWM電流點亮LED。由驅動ic、邏輯IC和MOS開關組成的外圍IC共同作用于LED顯示屏的顯示功能,決定其顯示效果。

        LED驅動芯片可分為通用芯片和專用芯片。

        所謂通用芯片,其芯片本身并不是專門為led設計的,而是一些具有LED顯示屏部分邏輯功能的邏輯芯片(如串行2并行移位寄存器)。

        專用芯片是指根據LED的發光特性,專門為LED顯示屏設計的驅動芯片。LED是一種電流特性器件,即在飽和導通的前提下,其亮度隨著電流的變化而變化,而不是通過調節其兩端的電壓來變化。因此,專用芯片的一個特點就是提供恒流源。恒流源可以保證LED的穩定驅動,消除LED的閃爍現象,這是LED顯示器顯示高質量畫面的前提。一些專用芯片根據不同行業的要求增加了一些特殊功能,比如LED誤差檢測、電流增益控制、電流校正等。

        1.驅動集成電路的發展

        90年代LED顯示屏主要應用于單雙色,采用恒壓驅動IC。1997年,國內出現了一款LED顯示屏專用驅動控制芯片9701,從16個灰度級跨越到8192個灰度級,實現了視頻所見即所得。隨后,根據LED的發光特性,恒流驅動成為全彩LED顯示驅動,集成度更高的16路驅動取代了8路驅動。90年代末,日本東芝、美國Allegro、Ti相繼推出16路LED恒流驅動芯片,21世紀初,中國臺灣企業的驅動芯片也開始量產使用。如今,為了解決小間距LED顯示屏的PCB布線問題,一些驅動IC廠商推出了高集成度的48路LED恒流驅動芯片。

        2.驅動集成電路性能指標

        在LED顯示屏的性能指標中,刷新率、灰度、圖像表現力是重要的指標之一。這就要求LED顯示屏驅動IC通道具有高電流一致性、高通信接口速度和恒流響應速度。以前刷新率、灰度、利用率是一種權衡關系。要保證其中一兩個指標能更好,就要適當犧牲剩下的兩個指標。正因如此,很多LED顯示屏在實際應用中很難兩全其美,要么是因為刷新不夠,用高速攝像設備拍攝時容易出現黑線,要么是因為灰度不夠,色彩亮度不一致。隨著驅動IC廠商技術的進步,“三高”問題有了突破,已經能夠解決這些問題。

        在LED全彩顯示屏的應用中,為了長時間保證用戶眼睛的舒適性,低亮度和高灰分成為了檢驗驅動IC性能的一個特別重要的標準。

        3.驅動IC的發展趨勢

        節能:作為綠色能源,節能是LED顯示屏永恒的追求,也是考量驅動IC性能的重要標準。IC驅動器的節能主要包括兩個方面:一是有效降低恒流拐點電壓,進而將傳統的5V電源降低到3.8V以下;二是通過優化IC算法和設計,降低驅動IC的工作電壓和電流。目前已有廠商推出0.2V低轉折電壓的恒流驅動IC,可提高LED利用率15%以上。使用比常規產品低16%的電源電壓降低發熱量,LED顯示屏能效大幅提升。

        集成度:隨著LED顯示屏像素間距的迅速減小,單位面積上要安裝的封裝器件數量呈幾何倍數增長,大大增加了模塊驅動面上的元器件密度。以小間距的P1.9 LED為例,一個160*90,15掃的模塊需要180個恒流驅動IC,45個排管,2個138。這么多的器件,PCB的可用布線空間變得異常擁擠,增加了電路設計的難度。同時,如此擁擠的元件排列方式容易造成焊接不良等問題,也降低了模塊的可靠性。隨著驅動芯片功耗的降低、PCB布線面積的增大以及應用的需求,驅動芯片必須走高集成度的技術路線。

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