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【科技成果】技術揭秘:LED全彩顯示屏驅動IC的功能及作用
文:互聯網 來源:互聯網 時間:2019-07-23 點擊:889

在LED全彩顯示屏的工作當中,驅動IC的作用是接收符合協議規定的顯示數據(來自接收卡或者視頻處理器等信息源),在內部生產PWM與電流時間變化,輸出與亮度灰度刷新等相關的PWM電流來點亮LED。驅動IC和邏輯IC以及MOS開關組成的周邊IC,共同作用于LED顯示屏的顯示功能并決定其呈現的顯示效果。

  LED驅動芯片可分為通用芯片和專用芯片兩種

  所謂的通用芯片,其芯片本身并非專門為LED而設計,而是一些具有LED顯示屏部分邏輯功能的邏輯芯片(如串2并移位寄存器)。

  而專用芯片是指按照LED發光特性而設計專門用于LED顯示屏的驅動芯片。LED是電流特性器件,即在飽和導通的前提下,其亮度隨著電流的變化而變化,而不是靠調節其兩端的電壓而變化。因此專用芯片一個最大的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,是LED顯示屏顯示高品質畫面的前提。有些專用芯片還針對不同行業的要求增加了一些特殊的功能,如具備LED錯誤偵測、電流增益控制和電流校正等。

  驅動IC的演進

  上個世紀90年代,LED顯示屏應用以單雙色為主,采用的是恒壓驅動IC。1997年,我國出現了首款LED顯示屏專用驅動控制芯片9701,從16級灰度跨越至8192級灰度,實現了視頻的所見即所得。隨后,針對LED發光特性,恒流驅動成為全彩LED顯示屏驅動的首選,同時集成度更高的16通道驅動替代了8通道驅動。20世紀90年代末,日本Toshiba、美國Allegro和Ti等公司相繼推出16通道的LED恒流驅動芯片,21世紀初,中國臺系企業的驅動芯片也相繼量產和使用。如今,為了解決小間距LED顯示屏PCB布線的問題,一些驅動IC廠家又推出了高集成的48通道的LED恒流驅動芯片。

  驅動IC的性能指標

  在LED顯示屏的性能指標中,刷新率和灰度等級以及圖像表現力是最為重要的指標之一。這要求LED顯示屏驅動IC通道間電流的高一致性、高速的通信接口速率以及恒流響應速度。過去,刷新率、灰階以及利用率三方面是一種此消彼長的關系,要保證其中之一或其中之二的指標能夠較為優異,就要適當犧牲剩下的一直兩個指標。為此,很多LED顯示屏在實際應用中很難兩全其美,要么是刷新不夠,高速攝像器材拍攝下容易出現黑線條,要么是灰度不夠,色彩明暗亮度不一致。隨著驅動IC廠商技術的進步,目前已經在三高問題上有所突破,已經能夠解決好這些問題。

  在LED全彩顯示屏的應用中,為了保證用戶長時間用眼的舒適度,低亮高灰成為考驗驅動IC性能的一個尤為主要的標準。

  驅動IC的趨勢

  1、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性能的一個重要標準。驅動IC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電源降低至3.8V以下操作;二是通過優化IC算法和設計降低驅動IC操作電壓與操作電流。目前已經有廠家推出了具有0.2V低轉折電壓,提升達15%以上的LED利用率的恒流驅動IC,使用較常規產品低16%的供電電壓減少發熱量,讓LED顯示屏能效大為提升。

  2、集成化:

  隨著LED顯示屏像素間距的迅速下降,單位面積上要貼裝的封裝器件以幾何倍數增長,大大增加模組驅動面的元器件密度。以P1.9小間距LED為例,15掃的160*90模組需要180個恒流驅動IC,45個行管,2個138。如此多的器件,讓PCB可用的布線空間變得極為擁擠,加大了電路設計的難度。同時,如此擁擠元器件的排列,極易造成焊接不良等問題,同時也降低了模組的可靠性。驅動IC更少的用量,PCB更大的布線面積,來自應用端的需求倒逼驅動IC必須走上了高集成的技術路線。

  目前,行業主流的驅動IC供應商都先后推出了高集成度的48通道LED恒流驅動IC,將大規模的外圍電路集成到驅動IC的晶圓中,可減少應用端PCB電路板設計的復雜程度,也避免了各廠家工程師設計能力或者設計差異所產生的問題。


 
 
 
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