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驅(qū)動(dòng)IC的作用:
接收符合協(xié)議規(guī)定的顯示數(shù)據(jù)(來自接收卡或者視頻處理器等信息源),在內(nèi)部生產(chǎn)PWM與電流時(shí)間變化,輸出與亮度灰度刷新等相關(guān)的PWM電流來點(diǎn)亮LED。驅(qū)動(dòng)IC和邏輯IC以及MOS開關(guān)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(xiàn)的顯示效果。
驅(qū)動(dòng)IC的分類:
LED驅(qū)動(dòng)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(shè)計(jì),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(fā)光特性而設(shè)計(jì)專門用于led顯示屏的驅(qū)動(dòng)芯片。LED是電流特性器件,即在飽和導(dǎo)通的前提下,其亮度隨著電流的變化而變化,而不是靠調(diào)節(jié)其兩端的電壓而變化。因此專用芯片一個(gè)最大的特點(diǎn)就是提供恒流源。恒流源可以保證 LED的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng),消除 LED的閃爍現(xiàn)象,是 led顯示屏顯示高品質(zhì)畫面的前提。有些專用芯片還針對(duì)不同行業(yè)的要求增加了一些特殊的功能,如具備LED錯(cuò)誤偵測、電流增益控制和電流校正等。
驅(qū)動(dòng)IC的演進(jìn):
上個(gè)世紀(jì)90年代,led顯示屏應(yīng)用以單雙色為主,采用的是恒壓驅(qū)動(dòng)IC。1997年,我國出現(xiàn)了首款led顯示屏專用驅(qū)動(dòng)控制芯片9701,從16級(jí)灰度跨越至8192級(jí)灰度,實(shí)現(xiàn)了視頻的所見即所得。隨后,針對(duì)LED發(fā)光特性,恒流驅(qū)動(dòng)成為全彩LED顯示屏驅(qū)動(dòng)的首選,同時(shí)集成度更高的16通道驅(qū)動(dòng)替代了8通道驅(qū)動(dòng)。20世紀(jì)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(qū)動(dòng)芯片,21世紀(jì)初,中國臺(tái)系企業(yè)的驅(qū)動(dòng)芯片也相繼量產(chǎn)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(qū)動(dòng)IC廠家又推出了高集成的48通道的LED恒流驅(qū)動(dòng)芯片。
驅(qū)動(dòng)IC的性能指標(biāo):
在led顯示屏的性能指標(biāo)中,刷新率和灰度等級(jí)以及圖像表現(xiàn)力是最為重要的指標(biāo)之一。這要求led顯示屏驅(qū)動(dòng)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(yīng)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(guān)系,要保證其中之一或其中之二的指標(biāo)能夠較為優(yōu)異,就要適當(dāng)犧牲剩下的一直兩個(gè)指標(biāo)。為此,很多led顯示屏在實(shí)際應(yīng)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(xiàn)黑線條,要么是灰度不夠,色彩明暗亮度不一致。隨著驅(qū)動(dòng)IC廠商技術(shù)的進(jìn)步,目前已經(jīng)在三高問題上有所突破,已經(jīng)能夠解決好這些問題。
在小間距led顯示屏的應(yīng)用中,為了保證用戶長時(shí)間用眼的舒適度,低亮高灰成為考驗(yàn)驅(qū)動(dòng)IC性能的一個(gè)尤為主要的標(biāo)準(zhǔn)。
驅(qū)動(dòng)IC的趨勢(shì):
節(jié)能:
作為綠色能源,節(jié)能是led顯示屏永恒的追求,也是考量驅(qū)動(dòng)IC性能的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。驅(qū)動(dòng)IC的節(jié)能主要包括兩個(gè)方面,一是有效降低恒流拐點(diǎn)電壓,進(jìn)而將傳統(tǒng)的5V電源降低至3.8V以下操作;二是通過優(yōu)化IC算法和設(shè)計(jì)降低驅(qū)動(dòng)IC操作電壓與操作電流。目前已經(jīng)有廠家推出了具有0.2V低轉(zhuǎn)折電壓,提升達(dá)15%以上的LED利用率的恒流驅(qū)動(dòng)IC,使用較常規(guī)產(chǎn)品低16%的供電電壓減少發(fā)熱量,讓led顯示屏能效大為提升。
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(shù)增長,大大增加模組驅(qū)動(dòng)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(gè)恒流驅(qū)動(dòng)IC,45個(gè)行管,2個(gè)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(shè)計(jì)的難度。同時(shí),如此擁擠元器件的排列,極易造成焊接不良等問題,同時(shí)也降低了模組的可靠性。驅(qū)動(dòng)IC更少的用量,PCB更大的布線面積,來自應(yīng)用端的需求倒逼驅(qū)動(dòng)IC必須走上了高集成的技術(shù)路線。
目前,行業(yè)主流的驅(qū)動(dòng)IC供應(yīng)商都先后推出了高集成度的48通道LED恒流驅(qū)動(dòng)IC,將大規(guī)模的外圍電路集成到驅(qū)動(dòng)IC的晶圓中,可減少應(yīng)用端PCB電路板設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度,也避免了各廠家工程師設(shè)計(jì)能力或者設(shè)計(jì)差異所產(chǎn)生的問題。
使用常規(guī)LED驅(qū)動(dòng)IC,PCB的布線空間極為擁擠
采用48通道的驅(qū)動(dòng)IC,元器件大大減少,PCB布線更簡單
也有的廠商通過平臺(tái)方案來整合驅(qū)動(dòng)IC、行管以及邏輯控制芯片三大部件,也可以達(dá)到相同的目的。在上游廠家技術(shù)進(jìn)步的同時(shí),我們也要關(guān)注led顯示屏廠家當(dāng)前的SMT加工技術(shù)和管控能力是否符合微型化和多腳數(shù)IC的精度要求。
除此之外,隨著戶外小間距和室內(nèi)小間距應(yīng)用的逐漸普及,驅(qū)動(dòng)IC的多腳數(shù)、高集成和微型化以及常規(guī)驅(qū)動(dòng)的QFN化(如同智能手機(jī)的輕薄智能化) 都將成為必須。
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