一块主流16位稳态电流LED显示屏驱动芯片只能驱动16路的LED器件
编辑：晨风 [ 2009-11-19 8:29:45 ] 文章来源：LED大屏网
一块主流 16 位稳态电流 LED 显示屏驱动芯片只能驱动 16 路的 LED 器件。一块分辨力为 1 024 768 LED 显示屏就必需使用多块驱动芯片才干获得预期效果。那么一块主流的驱动芯片就能一次驱动多路 LED 器件，这样就使得资料利息比较高。如果采用驱动芯片自身采用扫描方式。将会使应用利息降低许多。
从这几家 LED 驱动芯片制造商的产品结构来看。这类芯片内部具有 PWM 功能，目前 LED 显示屏主流芯片主要分为 3 个档次。第一档次是具有灰度机制的芯片。可以根据输入的数据发生灰度，更易形成深层次灰度，显示高品质画面。第二档次是具有输出开路检测 LOD 温度过热保护 TSD 亮度调节功能的芯片，这些芯片由于有了附加功能而更适用于特定场合，如用于可变情报板，则要求芯片具有侦测 LED 错误的功能。第三档为不带任何附加功能的恒流源芯片，此类芯片只为 LED 提供恒流源，保证屏体显示画面质量良好。
LED 显示屏驱动芯片的应用
1 引言
LED 显示屏 作为一项高科技产品引起了人们高度重视。将光、电融为一体的大屏幕智能显示屏已经应用到很多领域。 LED 显示屏的像素点采用 LED 发光二极管，采用计算机控制。将许多发光二极管以点阵方式排列起来，构成 LED 阵列，进而构成 LED 屏幕。通过不同的 LED 驱动方式，可得到不同效果的图像。因此驱动芯片的优劣，对 LED 显示屏的显示质量起着重要的作用。 www.3dled.net.cn
如户内的单、双色屏等。最常用的通用芯片是 74HC595 具有 8 位锁存、串一并移位寄存器和三态输出功能。每路最大可输出 35 mA 电流 不是恒流 一般 IC 厂家都可生产此类芯片。 LED 驱动芯片可分为通用芯片和专用芯片。通用芯片一般用于 LED 显示屏的低端产品。
由于 LED 电流特性器件。其亮度随着电流大小的变化而变化，即在饱和导通的前提下。不是随着其两端电压的变化而变化。因此，专用芯片的一个最大特点是提供恒流源。恒流源可保证 LED 稳定驱动，消除 LED 闪烁现象。下面将重点介绍 LED 显示屏的专用驱动芯片。
2 专用芯片的主要参数和发展现状 www.iledtech.com
专用芯片具有输出电流大、恒流等基本特点。如户外全彩屏、室内全彩屏等。专用芯片的关键性能参数有最大输出电流、恒流源输出路数、电流输出误差 bit to bit chip to chip 和数据移位时钟等。 比较适用于要求大电流、画质高的场所。
1 最大输出电流
目前主流的恒流源芯片最大输出电流多定义为单路最大输出电流。也是得到高画质的基础。而每个通道同时输出恒定电流的最大值 即最大恒定输出电流 对显示屏更有意义，一般 90 mA 左右。电流恒定是专用芯片的基本特性。因为在白平衡状态下，要求每一路都同时输出恒流电流。一般最大恒流输出电流小于允许的最大输出电流。
2 恒流输出通道
恒流源输出路数有 8 位 8 路恒源 和 16 位 16 路恒源 两种规格。其主要优势在于减少了芯片尺寸，现在 16 位源占主流。便于 LED 驱动板 PCB 布线，特别是对于点间距较小的 LED 驱动板更有利。
3 电流输出误差
电流输出误差分为两种。即同一个芯片每路输出之间的误差；另一种是片间电流误差，一种是位间电流误差。即不同芯片之间输出电流的误差。电流输出误差是个很关键的参数，对显示屏的均匀性影响很大。误差越大，显示屏的均匀性越差，很难使屏体达到白平衡。目前主流恒流源芯片的位间电流误差 bit to bit 一般在 +60% 以内， chip to chip 片间电流误差在 ± 15 ％以内。
4 数据移位时钟 www.iled.net.cn
数据移位时钟决定了显示数据的传输速度。显示刷新率应该在 85 Hz 以上，影响显示屏的更新速率的关键指标。作为大尺寸显示器件。才干保证稳定的画面 无扫描闪烁感 较高的数据移位时钟是显示屏获取高刷新率画面的基础。目前主流恒流源驱动芯片移位时钟频率一般都在 15 MHz 以上。
LED 上游外延片、芯片生产上。而中国台湾地区则已成为全球重要的 LED 生产基地。虽然中国在 LED 外延片、芯片的生产技术上距离国际先进水平还有较大差距，美国、日本、欧盟仍拥有很大的技术优势。国内芯片、外延片的生产还集中在中低端产品，但是国内庞大的应用需求，给 LED 下游厂商带来巨大的发展机会。虽然各种芯片的解决方案都是用于驱动 LED 显示屏，但由于各种芯片所具备的功能不同，故驱动方案的特性也各有不同。下面介绍目前在国占主流地位的 16 位恒流 LED 显示屏驱动芯片，并从应用的角度对它进行分析比较。
3 几种驱动解决方案介绍和比较
3.1 TLC5941 驱动芯片
TLC5941 芯片是 TI 德州仪器 公司最新推出的具有点校正、高灰度等级 PWM 控制 等特点。 TLC5941 所有内部数据寄存器。点校正寄存器和错误状态信息都通过串行接口存取，灰度寄存器。最大串行时钟频率 30 MHz 片间电流误差一般在 ± 6 ％以内，位间电流误差一般在 ± 4 ％以内，每通道最大输出电流 80 mA
TLC5941 每个通道可用 PWM 方式根据内部灰度寄存器的值进行 4 096 级灰度控制。且驱动电流的最大值可通过片外电阻设定。 64 级电流控制提供了 LED 点灰度校正的能力，该寄存器是 12 位的每个通道 LED 驱动电路由 6 位点校正寄存器的值进行 64 级控制。 4 096 级灰度调整则保证了即使在较低的灰度等级下，点阵中的每个点也有多达 256 级的灰度表示，从而红绿蓝全彩屏可有 16M 色的色彩表达能力，这两点对于高质量的黑色大屏幕显示是格外重要的相对于传统的黑色大屏幕显示系统，集中发生 PWM 进行灰度控制，可编程逻辑芯片 或高速 CPU 只需要处置缓存管理、灰度和点校正数据的输出，设计复杂度降低，且由于 PWM 灰度控制与数据串行移出无关，可很方便地获得较高帧频，取得很好的动态显示效果。
为了保证黑色大屏幕的可靠运行。内置集电极开路输出电路，TLC5941 提供了每一路 LED 开路 LOD 和过温检测 TSD 能力。用于出错时报警。 16 个通道中无论哪个通道有错误发生，内置集电极开路输出电路的输出管脚就会被拉到低电平，通过查询芯片的内部状态信息，就可知道哪一路出现故障，系统中所有 TLC5941 内置集电极开路输出电路的输出管脚可接到一起，通过上拉电阻接到高电平，通过监控这个信号，系统可在运行过程中进行自我诊断。 TLC5941 适用于工作环境比较恶劣同时对显示效果要求很高以及对平安性能要求很高的场所，比如高速公路的 LED 信息指示牌，大型的露天 LED 电视等。
3.2 MBI5028 驱动芯片
MBI5028 台湾 MBI 聚积科技 公司推出的一款有可编程电流增益功能的 LED 屏驱动芯片。内置串并移位寄存器和输出锁存器。位间电流误差一般在 ± 3 ％以内，且采用 PrecisionDr 技术以得到更优良的电气特性。 MBl5028 最大串行时钟频率为 25 MHz 片间电流误差一般在 ± 6 ％以内。最大输出电流为 90 mA
MBI5028 内建电流增益控制逻辑单元。无须增加额外的管脚，可编程电流增益功能采用 Share-IO 技术。只需在对应的管脚输入一特定的序列信号，就可进入 MBI5028 特殊功能模式 -- 电流调整模式。该模式下，可通过系统微控制器，向电流增益控制逻辑单元写入不同电流增益的数据，锁存这些数据，并通过内建数字与模拟共享的转换器，有效控制电流的输出。由于工作环境的变化和 LED 屏老化， LED 屏亮度将会降低，如以一个固定顺向电流， LED 屏的亮度偏差就会较小。通过可编程的电流增益功能和 PrecisionDr 技术，可调整电流偏差，弥补 LED 屏的亮度，同时获得比较高质量的图像。利用 PrecisionDr 技术并内建数字与模拟共享的转换器，相同精确度下，通过改变数字码的方式，从而获得相对的输出电流，进而提高 LED 屏的成像质量。
目前的技术可以为 LED 显示屏提供 256 个电流等级。提供 256 个输出电流等级。电气特性和芯片封装方面，使其达到 1 200 ％的总动态范围。 MBI5026 兼容性比较好，使用者不用更改以前为同类型芯片设计的 PCB 板，就可获得具有 Share-IO 技术的电流增益技术，能大大地降低升级利息。 MBI5026 适用于工作环境条件并不苛刻，但要求高质量成像的 LED 屏驱动方案上，比如室内的大型 LED 显示屏等中低端屏幕。同时 MBI5028 还适用于老驱动芯片的升级。
3.3 ST2221C 驱动芯片
ST2221C 中国台湾 SITI 点晶科技 公司推出的一款 LED 屏驱动芯片。内置串并移位寄存器单元、输出锁存器单元和电流输出控制单元。位间电流误差一般在 ± 6 ％以内，电气特性较为优良。 ST2221C 最大串行时钟频率为 25 MHz 片间电流误差一般在 ± 10 ％以内。最大输出电流为 120 mA ST2221C 包括 16 通道恒流驱动单元，能同时驱动 16 路 LED 适用于一些低端屏的驱动，比如室内信息屏等低端 LED 显示屏。
4 存在问题
4.1 功耗及发热问题
由于输出电流较大。这个问题将会变得尤为突出。随着 LED 器件制造工艺水平的进步和驱动电流的减小，LED 显示屏芯片的功耗和发热问题一直是阻扰驱动芯片发展的第一因素。将来可能出现的手持式 LED 显示屏的驱动方式上。问题会逐步得到解决。
4.2 应用利息问题
LED显示屏LED显示屏|LED大屏幕565x80
