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的所有内部数据寄存器、灰度寄存器、点校正寄存器和错误状 态信息都通过串行接口存取,最大串行时钟频率30MHz,片间电流误差一般在±6%以 内,位间电流误差一般在土 4%以内,每通道最大输出电流80mA o
TLC5941的每个通道可用PWM方式根据内部灰度寄存器的值进行4096级灰度控 制,该寄存器是12位的,每个通道的LED驱动电路由6位点校正寄存器的值进行64 级控制,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 校正能力,4096级灰度调整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,使红、绿、蓝有16M色的色彩表达能力,这两点对于 高质量的彩色大屏幕LED显示屏是格外重要的。相对于传统的彩色大屏幕LED显示屏, 集中产生PWM进行灰度控制,可编程逻辑芯片(或高速CPU)只需要处理缓存管理、 灰度和点校正数据的输出,设计复杂度降低,且由于PWM的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。
为了保障彩色大屏幕LED显示屏可靠运行,TLC5941提供了每一路LED开路(LOD) 和过温检测(TSD)能力,内置集电极开路输出电路,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安 全性能要求很高的场合,比如高速公路的LED信息指示牌,大型的露天LED电视等。
2. MBI5028驱动芯片
MBI5028是聚积科技公司推出的一款有可编程电流增益功能的LED显示屏驱动芯 片,它内置串并移位寄存器和输出锁存器,且釆用PrecisionDrive技术以得到更优良的 电气特性。MB15028的最大串行时钟频率为25MHz,片间电流误差一般在±6%以内, 位间电流误差一般在土3%以内,最大输出电流为90mA。
MBI5028内建电流增益控制逻辑单元,可编程电流增益功能釆用Share-IO技术, 无须增加额外的管脚,只需在对应的管脚输入一特定的序列信号,就可进入MBI5028的 特殊功能模式,即电流调整模式。在该模式下,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转换器, 有效控制电流的输出。
由于工作环境的变化和LED显示屏老化,LED显示屏亮度将会降低,如以一个恒 定的正向电流驱动LED, LED显示屏的亮度偏差就会较小。通过可编程电流增益功能和 PrecisionDrive技术,可调整电流偏差,补偿LED显示屏的亮度,同时获得比较高质量 的图像。利用PrecisionDrive技术及内建数字与模拟共享的转换器,在相同精确度下, 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显示屏的成像质量。
目前的技术可以为LED显示屏提供256个电流等级,使其达到1200%的总动态范围。 在电气特性和芯片封装方面,MBI5026兼容性比较好,使用中不用更改以前为同类型芯 片设计的PCB,就可获得具有Share-10技术的电流增益技术,能大大地降低升级成本。 MBI5026适用于工作环境条件并不苛刻,但要求高质量成像的LED显示屏驱动方案, 比如室内的大型LED显示屏等中低端LED显示屏。
3. ST2221C驱动芯片
ST2221C是点晶科技公司推岀的一款LED显示屏驱动芯片,它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,电气特性优良。ST2221C的最大串行时钟 频率为25MHz,片间电流误差一般在±10%以内,位间电流误差一般在土6%以内,最大 输出电流为120mA。ST2221C包含16通道恒流驱动单元,能同时驱动16路LED。它适 用于一些低端LED显示屏的驱动,比如室内信息屏等低端LED显示屏。
上述3种LED显示屏驱动方案的比较见表1 -2。
表1-2 3种LED显示屏驱动方案的比较
型号 | 最大 电流/ mA | 位间 误差 | 片间 误差 | 时钟 频率/ MHz | 优 点 | 缺 点 |
TLC5941 | 80 | 4% | 3% | 30 | 速度快,电流误差小,有LOD, TSD等功能,工作条件要求低,使 用范围大 | 输出电流最大值小,芯片价 格昂贵,工程应用成本高,兼 容性差 |
MB15028 | 90 | 3% | 6% | 25 | 速度快,输出电流最大值较大,电 流误差较小,兼容性较好 | 芯片功能较少,适应对象范 围较小 |
ST2221C | 120 | 6% | 10% | 25 | 速度快,输出电流最大值大,价格 便宜,兼容性好 | 芯片功能较少,适应对象范 围较小,输出电流误差大 |
4. LED显示屏驱动芯片存在的问题
(1) 功耗及发热问题。由于输出电流较大,LED显示屏驱动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。在将来可能出现的手持式LED显示屏的驱动方式 上,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, 问题会逐步得到解决。
(2) 应用成本问题。一块主流16位稳态电流LED显示屏驱动芯片只能驱动16路 LED器件,一块分辨力为1024x768的LED显示屏就必须使用多块驱动芯片才能获得 预期效果,这样就使得材料成本比较高。如果釆用的驱动芯片自身釆用扫描方式,那么 一块主流的驱动芯片就能一次驱动多路LED器件,将会使应用成本降低许多。
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