因為LED是電流特性器材，即在飽滿導通的前提下，其亮度跟著電流大小的改動而改動，不是跟著其兩端電壓的改動而改動。因而，專用芯片的一個最大特色是供給恒流源。恒流源可確保LED的安穩(wěn)驅(qū)動，消除LED的閃耀現(xiàn)象。下面將要點介紹LED顯現(xiàn)屏的專用驅(qū)動芯片。
2 專用芯片的主要參數(shù)和開展現(xiàn)狀
專用芯片具有輸出電流大、恒流等根本特色，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。專用芯片的要害功用參數(shù)有最大輸出電流、恒流源輸出路數(shù)、電流輸出差錯(bit to bit，chip to chip)和數(shù)據(jù)移位時鐘等。
1) 最大輸出電流
現(xiàn)在干流的恒流源芯片最大輸出電流多界說為單路最大輸出電流，一般90 mA左右。電流安穩(wěn)是專用芯片的根本特性，也是得到高畫質(zhì)的根底。而每個通道一同輸出安穩(wěn)電流的最大值(即最大安穩(wěn)輸出電流)對顯現(xiàn)屏更有意義，因為在白平衡狀態(tài)下，要求每一路都一同輸出恒流電流。一般最大恒流輸出電流小于答應的最大輸出電流。
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位源占干流，其主要優(yōu)勢在于減少了芯片尺度，便于LED驅(qū)動板(PCB)布線，特別是對于點間隔較小的LED驅(qū)動板更有利。
3) 電流輸出差錯
電流輸出差錯分為兩種，一種是位間電流差錯，即同一個芯片每路輸出之間的差錯；另一種是片間電流差錯，即不同芯片之間輸出電流的差錯。電流輸出差錯是個很要害的參數(shù)，對顯現(xiàn)屏的均勻性影響很大。差錯越大，顯現(xiàn)屏的均勻性越差，很難使屏體到達白平衡?，F(xiàn)在干流恒流源芯片的位間電流差錯(bit to bit)一般在+60%以內(nèi)，(chip to chip)片間電流差錯在±15％以內(nèi)。
4) 數(shù)據(jù)移位時鐘
數(shù)據(jù)移位時鐘決定了顯現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸速度，是影響顯現(xiàn)屏的更新速率的要害目標。作為大尺度顯現(xiàn)器材，顯現(xiàn)刷新率應該在85 Hz以上，才干確保安穩(wěn)的畫面(無掃描閃耀感)。較高的數(shù)據(jù)移位時鐘是顯現(xiàn)屏獲取高刷新率畫面的根底?，F(xiàn)在干流恒流源驅(qū)動芯片移位時鐘頻率一般都在15 MHz以上。
在LED上游外延片、芯片出產(chǎn)上，美國、日本、歐盟仍擁有很大的技能優(yōu)勢，而我國臺灣地區(qū)則已成為全球重要的LED出產(chǎn)基地。盡管我國在LED外延片、芯片的出產(chǎn)技能上間隔國際先進水平還有較大距離，國內(nèi)芯片、外延片的出產(chǎn)還會集在中低端產(chǎn)品，但是國內(nèi)巨大的運用需求，給LED下流廠商帶來巨大的開展機會。盡管各種芯片的解決計劃都是用于驅(qū)動LED顯現(xiàn)屏，但因為各種芯片所具有的功用不同，故驅(qū)動計劃的特性也各有不同。下面介紹現(xiàn)在在我國占干流地位的16位恒流LED顯現(xiàn)屏驅(qū)動芯片，并從運用的視點對它們進行剖析比較。
3 幾種驅(qū)動解決計劃介紹和比較
3.1 TLC5941驅(qū)動芯片
TLC5941芯片是TI(德州儀器)公司最新推出的，具有點校對、高灰度等級(PWM操控)等特色。 TLC5941一切內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器，灰度寄存器，點校對寄存器和過錯狀態(tài)信息都經(jīng)過串行接口存取，最大串行時鐘頻率30 MHz，片間電流差錯一般在±6％以內(nèi)，位間電流差錯一般在±4％以內(nèi)，每通道最大輸出電流80 mA。
TLC5941的每個通道可用PWM方法根據(jù)內(nèi)部灰度寄存器的值進行4 096級灰度操控，該寄存器是12位的，每個通道LED的驅(qū)動電路由6位點校對寄存器的值進行64級操控，且驅(qū)動電流的最大值可經(jīng)過片外電阻設(shè)定。64級電流操控供給了LED點灰度校對的才干，4 096級灰度調(diào)整則確保了即使在較低的灰度等級下，點陣中的每個點也有多達256級的灰度表明，從而紅綠藍全彩屏可有16M色的顏色表達才干，這兩點對于高質(zhì)量的五顏六色大屏幕顯現(xiàn)是分外重要的。相對于傳統(tǒng)的五顏六色大屏幕顯現(xiàn)體系，會集發(fā)作PWM進行灰度操控，可編程邏輯芯片(或高速CPU)只需要處理緩存辦理、灰度和點校對數(shù)據(jù)的輸出，規(guī)劃復雜度下降，且因為PWM的灰度操控與數(shù)據(jù)串行移出無關(guān)，可很方便地取得較高幀頻，取得很好的動態(tài)顯現(xiàn)作用。
為了確保五顏六色大屏幕的可靠運轉(zhuǎn)，TLC5941供給了每一路LED開路(LOD)和過溫檢測(TSD) 的才干，內(nèi)置集電極開路輸出電路，用于犯錯時報警。16個通道中不管哪個通道有過錯發(fā)作，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，經(jīng)過查詢芯片的內(nèi)部狀態(tài)信息，就可知道哪一路呈現(xiàn)毛病，體系中一切TLC5941內(nèi)置集電極開路輸出電路的輸出管腳可接到一同，經(jīng)過上拉電阻接到高電平，經(jīng)過監(jiān)控這個信號，體系可在運轉(zhuǎn)過程中進行自我確診。TLC5941適用于作業(yè)環(huán)境比較惡劣一同對顯現(xiàn)作用要求很高以及對安全功用要求很高的場合，比方高速公路的 LED信息指示牌，大型的露天LED電視等。
3.2 MBI5028驅(qū)動芯片
MBI5028是臺灣MBI(聚積科技)公司推出的一款有可編程電流增益功用的LED屏驅(qū)動芯片。它內(nèi)置串并移位寄存器和輸出鎖存器，且選用PrecisionDrive技能以得到更優(yōu)秀的電氣特性。MBl5028的最大串行時鐘頻率為25 MHz，片間電流差錯一般在±6％以內(nèi)，位間電流差錯一般在±3％以內(nèi)，最大輸出電流為90 mA。
MBI5028內(nèi)建電流增益操控邏輯單元，可編程電流增益功用選用Share-IO技能，無須添加額定的管腳，只需在對應的管腳輸入一特定的序列信號，就可進入MBI5028的特殊功用形式--電流調(diào)整形式。在該形式下，可經(jīng)過體系微操控器，向電流增益操控邏輯單元寫入不同電流增益的數(shù)據(jù)，鎖存這些數(shù)據(jù)，并經(jīng)過內(nèi)建數(shù)字與模仿同享的轉(zhuǎn)換器，有用操控電流的輸出。因為作業(yè)環(huán)境的改動和LED屏老化，LED屏亮度將會下降，如以一個固定順向電流，LED屏的亮度差錯就會較小。經(jīng)過可編程的電流增益功用和PrecisionDrive技能，可調(diào)整電流差錯，補償 LED屏的亮度，一同取得比較高質(zhì)量的圖畫。運用PrecisionDrive技能并內(nèi)建數(shù)字與模仿同享的轉(zhuǎn)換器，在相同精確度下，經(jīng)過改動數(shù)字碼的方法，從而取得相對的輸出電流，進而提高LED屏的成像質(zhì)量。
現(xiàn)在的技能可認為LED顯現(xiàn)屏供給256個電流等級，使其到達1 200％的總動態(tài)規(guī)模，供給256個輸出電流等級。在電氣特性和芯片封裝方面，MBI5026兼容性比較好，運用者不用更改以前為同類型芯片規(guī)劃的PCB 板，就可取得具有Share-IO技能的電流增益技能，能大大地下降晉級本錢。MBI5026適用于作業(yè)環(huán)境條件并不嚴苛，但要求高質(zhì)量成像的LED屏驅(qū)動計劃上，比方室內(nèi)的大型LED顯現(xiàn)屏等中低端屏幕。一同MBI5028還適用于老驅(qū)動芯片的晉級。
3.3 ST2221C驅(qū)動芯片
ST2221C是我國臺灣SITI(點晶科技)公司推出的一款LED屏驅(qū)動芯片。它內(nèi)置串并移位寄存器單元、輸出鎖存器單元和電流輸出操控單元，電氣特性較為優(yōu)秀。ST2221C的最大串行時鐘頻率為25 MHz，片間電流差錯一般在±10％以內(nèi)，位間電流差錯一般在±6％以內(nèi)，最大輸出電流為120 mA。ST2221C包括16通道恒流驅(qū)動單元，能一同驅(qū)動16路LED。它適用于一些低端屏的驅(qū)動，比方室內(nèi)信息屏等低端LED顯現(xiàn)屏。
4 存在的問題
4.1 功耗及發(fā)熱問題
因為輸出電流較大，LED顯現(xiàn)屏芯片的功耗和發(fā)熱問題一直是阻擾驅(qū)動芯片開展的榜首要素。在將來可能呈現(xiàn)的手持式LED顯現(xiàn)屏的驅(qū)動方法上，這個問題將會變得尤為杰出。跟著LED器材制作工藝水平的前進和驅(qū)動電流的減小，問題會逐漸得到解決。
4.2 運用本錢問題
一塊干流16位穩(wěn)態(tài)電流LED顯現(xiàn)屏驅(qū)動芯片只能驅(qū)動16路的LED器材。一塊分辨力為1 024×768的LED顯現(xiàn)屏就必須運用多塊驅(qū)動芯片才干取得預期作用，這樣就使得材料本錢比較高。如果選用驅(qū)動芯片自身選用掃描方法，那么一塊干流的驅(qū)動芯片就能一次驅(qū)動多路LED器材，將會使運用本錢下降許多。
5 小結(jié)
從這幾家LED驅(qū)動芯片制作商的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，現(xiàn)在干流芯片主要分為3個層次。榜首層次是具有灰度機制的芯片，這類芯片內(nèi)部具有PWM功用，可以根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)發(fā)作灰度，更易構(gòu)成深層次灰度，顯現(xiàn)高品質(zhì)畫面。第二層次是具有輸出開路檢測(LOD)、溫度過熱維護(TSD)、亮度調(diào)節(jié)功用的芯片，這些芯片因為有了附加功用而更適用于特定場合，如用于可變情報板，則要求芯片具有偵測LED過錯的功用。第三檔為不帶任何附加功用的恒流源芯片，此類芯片只為LED供給恒流源，確保屏體顯現(xiàn)