LED显示屏驱动产品主要包括行扫描驱动芯片和列驱动芯片,其应用领(lǐng)域主要为户外LED广告屏、半户外门头(tóu)屏、室内LED显示屏、LED公交站牌显示及各种LED广告(gào)宣传牌。从显示屏类型上看,涵盖了LED单色(sè)显示屏、LED双色(sè)显示屏以及LED全彩显示屏。
在LED全彩显示屏的工(gōng)作当中,驱(qū)动IC的作用是接收符合协议规定(dìng)的显示数据(来自接收卡或者视频处理器等信息源),在(zài)内部生产PWM与电流时间变化,输(shū)出与亮度灰(huī)度刷新等相关的PWM电流来点亮LED。驱动IC和逻辑IC以及MOS开关组成的周边IC,共同作用于(yú)LED显示屏的显(xiǎn)示功能并决(jué)定(dìng)其呈现的显示效果。
LED驱动芯片可分为通用芯片和专用芯片两种。
所谓的通用芯片,其芯片(piàn)本身并非专门为LED而设计,而是一些具有LED显示屏(píng)部分逻辑功(gōng)能的逻辑芯片(如串2并移位寄存器)。
而专用芯片是指按照LED发光特性而设(shè)计专门用于LED显示屏的驱动芯片。LED是电流特(tè)性器件,即在饱和(hé)导(dǎo)通的前提下,其亮度随着电流的变化而变化,而不是靠调节其(qí)两端的电压而(ér)变化(huà)。因此专用芯片一个最大的特点就是提供恒流(liú)源。恒流源可以保证 LED的稳定驱(qū)动,消除 LED的闪(shǎn)烁现象,是 LED显示屏显示高品质画面的前提。有些专用(yòng)芯片还针对不同行业的要求增加了一些特殊的功能,如具备LED错误侦测、电流增益控制和电流校正等。
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驱动IC的(de)演进
上个世纪90年代,LED显(xiǎn)示屏应用以单双色为主,采用的是恒压驱动IC。1997年,我国出现了首款(kuǎn)LED显示屏专用(yòng)驱动控制芯片9701,从16级灰度跨越至8192级灰度(dù),实现(xiàn)了视频的所见即所得。随后,针对LED发(fā)光特性,恒流驱动成为全彩(cǎi)LED显示(shì)屏驱动的首选,同时集成度更高的16通道驱动替(tì)代了(le)8通道驱动。20世纪90年代末,日本Toshiba、美国Allegro和Ti等公司(sī)相继推出16通道的LED恒流驱(qū)动芯(xīn)片,21世纪初(chū),中国(guó)台系企业的驱(qū)动芯片也相继量产和使用。如今,为了解决小(xiǎo)间距LED显示屏PCB布线的问题,一些驱动IC厂家又(yòu)推出了高集成的48通道的LED恒流驱动(dòng)芯片。
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驱动IC的(de)性能指标
在LED显示屏的性能指标中,刷新率(lǜ)和(hé)灰度(dù)等级以及图像表现力是最(zuì)为重要(yào)的指标之一。这要求LED显示屏驱动IC通道间电流(liú)的高一致性、高(gāo)速的通信接口速率以及恒流(liú)响应速度。过去,刷新率、灰(huī)阶以及利用率三方面是一种此消彼长的关系,要保证(zhèng)其中之一或其中之二(èr)的指标能够较为优(yōu)异,就要适当牺牲剩下的(de)一直两个指标。为此,很多LED显(xiǎn)示(shì)屏在(zài)实际应用中很难两全其美,要么是刷新不够,高速摄像器材拍摄下容易出现黑(hēi)线条,要(yào)么(me)是灰度不够,色彩明暗亮度不一致。随着驱动IC厂商技术的进步,目前(qián)已经在三(sān)高问题上有所突破,已经能够解(jiě)决好这些问(wèn)题。
在(zài)LED全彩显(xiǎn)示屏的应(yīng)用中,为了保(bǎo)证用户长时间用眼的舒适度,低亮高灰(huī)成为考验驱动IC性能(néng)的一个尤为主要的标准。
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驱(qū)动IC的(de)趋势
节能:作为绿色能源,节能(néng)是LED显示屏永恒的追求,也是考量驱(qū)动IC性能的一(yī)个重(chóng)要标(biāo)准。驱动IC的节(jiē)能主要包(bāo)括(kuò)两个方面,一是有效降低恒流拐点电压,进而将传统的5V电源降低至3.8V以下操作;二是通过优化IC算法和设计降低驱动IC操作电压与操(cāo)作电流。目前已(yǐ)经有厂家推出了具有0.2V低转折电压,提升达15%以上的LED利用率的恒流驱动IC,使用较常规产(chǎn)品低16%的供电电压减少发热量,让LED显示屏能效大(dà)为提升。
集成化:随着LED显示屏像(xiàng)素间距的迅速下降,单位面积上要贴装的封装器件以几何倍数增长,大大增加模组驱动面的元器(qì)件密度。以P1.9小间距LED为例,15扫的160*90模组需要180个(gè)恒流驱动(dòng)IC,45个行管,2个138。如此多的器件,让PCB可用的布(bù)线空(kōng)间变得极为拥挤,加大了电路(lù)设计的难度。同时,如此拥挤(jǐ)元器件的排列,极易造成焊接不(bú)良等问题,同时也降低了(le)模(mó)组的可靠性。驱动IC更少的用量,PCB更大的布线面积,来(lái)自应用端的需求倒逼驱动IC必须走上了高集成的技(jì)术路线。
目前,行业(yè)主流的驱动IC供应商都先后推出了高集(jí)成度的48通道LED恒流(liú)驱动IC,将大规模的外围(wéi)电路集(jí)成到驱动IC的晶圆中(zhōng),可减少应用端PCB电路板设计的复杂程度,也避免了各厂家工程师设计能力或者设计差异所产生的问题。

