LED顯示屏驅動產品主要(yào)包括行掃描驅(qū)動芯片和列驅動芯片,其(qí)應用(yòng)領域主(zhǔ)要為戶外LED廣告屏、半戶外門頭屏、室內LED顯(xiǎn)示屏、LED公交站牌顯示及各種LED廣告宣傳牌。從顯示(shì)屏類型上看,涵蓋了LED單色顯示屏、LED雙色顯示屏(píng)以及LED全彩顯示屏。
在LED全彩(cǎi)顯示屏的工作當中,驅(qū)動IC的作(zuò)用是接收符合協議(yì)規定(dìng)的(de)顯示(shì)數據(來自接收卡或者視頻處理器等信息源),在內部(bù)生產PWM與(yǔ)電流時間變化,輸出與亮度灰度刷新等相關的(de)PWM電流來點亮LED。驅(qū)動IC和邏輯IC以(yǐ)及MOS開關組成(chéng)的周邊IC,共同作用於LED顯示屏(píng)的顯示功能並決定其呈現的顯示效果。
LED驅(qū)動芯片可分為通用芯片和專用(yòng)芯片兩種。
所謂的通(tōng)用芯片,其芯片本身並非(fēi)專門為LED而設計(jì),而是一些具有LED顯(xiǎn)示屏部分邏(luó)輯功能的邏輯芯片(如串(chuàn)2並移(yí)位寄存器)。
而專用芯片是指按照LED發光特性而設(shè)計專門用於LED顯示屏的驅動芯片。LED是電流(liú)特性器(qì)件,即在飽(bǎo)和導(dǎo)通的前提下,其(qí)亮度(dù)隨著電流的變化而變化,而不是靠(kào)調節其兩端的電壓而(ér)變化。因此專用芯片一個最大的特點就(jiù)是(shì)提供恒流(liú)源(yuán)。恒流源可(kě)以(yǐ)保證 LED的穩定驅動,消(xiāo)除 LED的閃爍現象,是 LED顯示屏顯示高品質畫(huà)麵的前提。有些專用芯片還針對不同行業的要(yào)求增加(jiā)了一些特殊的功能,如具備LED錯誤偵(zhēn)測、電(diàn)流(liú)增益(yì)控製和(hé)電(diàn)流校正等。
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驅動IC的演進
上個世紀90年代,LED顯示(shì)屏應用以單雙色為主,采用的是(shì)恒壓驅動(dòng)IC。1997年,我國出現了首款LED顯示屏專用驅動控製芯片9701,從16級灰度跨(kuà)越至(zhì)8192級灰度,實現了視頻的所見即所得。隨後(hòu),針對LED發光特性,恒流驅動成為全彩LED顯示屏驅動的(de)首選,同時集成(chéng)度更高(gāo)的16通道驅動替代了8通道驅動。20世(shì)紀90年代末,日(rì)本Toshiba、美國Allegro和Ti等(děng)公(gōng)司(sī)相繼推出16通道的LED恒流驅動芯片,21世紀初,中國台係企業的驅動芯片也相繼量產和使用。如今,為了解決(jué)小間(jiān)距LED顯示屏PCB布線的問題,一些驅動IC廠家又推出了高集(jí)成的48通道(dào)的LED恒流驅動芯片。
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驅動IC的性能指標
在LED顯示屏的性能(néng)指標(biāo)中(zhōng),刷(shuā)新率和灰度等級以及圖像表現力是最為重要的(de)指標之一。這要(yào)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(yòng)率三方麵是一種此消彼長的關係,要保證其中之一或其中之二的指標能(néng)夠較為優異(yì),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,要麽(me)是(shì)刷(shuā)新不夠,高速攝像器材拍攝下容易出現黑線(xiàn)條,要麽是(shì)灰(huī)度不夠,色彩明暗(àn)亮度不(bú)一致。隨(suí)著驅動IC廠商技術的進步,目前已(yǐ)經在三高問題上有所突破,已經(jīng)能夠解決(jué)好這些問題。
在LED全彩顯示(shì)屏的(de)應用中,為了(le)保證用戶長時(shí)間用眼的舒適度,低亮(liàng)高灰成為考驗驅動IC性能的一個尤為主要的標準。
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驅動IC的趨勢
節能:作為綠色能源,節能是LED顯(xiǎn)示屏永恒(héng)的追求(qiú),也是考量驅動(dòng)IC性能的一個重要標準。驅動IC的節能主要包括兩個方(fāng)麵,一是(shì)有(yǒu)效降低恒流拐點電壓,進而將傳(chuán)統的5V電源降低至3.8V以(yǐ)下操作;二是通過優化IC算法和設計降低驅動IC操作電(diàn)壓與操作電流。目前已經有廠家推(tuī)出了具有0.2V低(dī)轉折電壓,提升達15%以上的(de)LED利用率的恒流驅(qū)動IC,使(shǐ)用(yòng)較常規產品(pǐn)低16%的供電電壓減少發(fā)熱量,讓LED顯示屏能效大(dà)為提升(shēng)。
集成化:隨著(zhe)LED顯示屏像素間(jiān)距的迅(xùn)速下(xià)降,單位麵積上要貼(tiē)裝的封裝器件以幾何倍數增長(zhǎng),大大增加模組驅動麵的元器件密(mì)度(dù)。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(de)器件,讓PCB可用的布線空間變得極(jí)為擁擠,加大了(le)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(děng)問題,同時也降低了模組的可靠性。驅動IC更少的用量,PCB更大的布線麵積,來自應用端的需求倒逼驅(qū)動IC必須走上了高集成的技術(shù)路線(xiàn)。
目前,行業主流(liú)的驅(qū)動IC供應(yīng)商(shāng)都先後推出了高(gāo)集成度的48通道LED恒(héng)流驅(qū)動IC,將大(dà)規模的外圍電路集成到驅動(dòng)IC的晶圓中,可減少(shǎo)應(yīng)用端(duān)PCB電路板(bǎn)設計的複雜程度,也避(bì)免了各廠家工程師(shī)設計能力或者設計差異所產生的問題。