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LED电子显示屏驱动原理近年来,随着计算机技术和集成电路技术的飞速开展,得到广泛应用的大屏幕显示系统当属视频led显示系统在LED显示技术中,由于红色、绿色发光二极管的亮度、光效色差等性能也得到了很大的提高,加之计算机多媒体制作软件的开展,现在伪彩视频LED显示系统的创造本钱大大降低,应用领域不断增加这种伪彩色视频LED显示系统采用了计算机多媒体技术,全同步动态显示视频图象,图象清晰,亮度高,无拼缝,每种颜色的视频灰度等级已经由早期的16级灰度上升现在的256灰度,随着大规模集成电路和专用元器件的开展,256级灰度的全彩色视频LED显示系统随时都可能实现LED电子显示技术开展迅速,已成为当今平板显示领域的主导之一本文着重介绍用M4A5-128P64-10VC设计LED显示屏的控制电路1LED显示屏的构成在LED显示系统中,点阵构造单元为其根本构成每一个显示驱动单元又是假设干个8X8点阵的LED显示模块组成通过多个显示驱动板拼装在一起,构成一个数平方米的显示屏,能用来显示各种文字、图象LED显示屏包括计算机视频采集电路、控制电路、驱动电路及电源等,如图1所示LED显示屏具有红、绿两种基色,每基色256级灰度,像素节距为
7.62mm,像素在水平方向可达成1024点,垂直方向可达成768点2LED电子显示屏特点LED显示屏是由假设干个显示单元拼接而成的,其显示方式采用LED点阵与计算机显示器屏幕相映射的原理,即LED点阵的一个像素点对应着计算机显示屏的一个像素点,例如计算机屏幕上的画面按分辨率分为640列、48行,即LED显示屏上640X48个点阵单元,每一个点阵单元又包括红、绿、蓝三种发光二极管,这三种发光二极管发出三种颜色的光混色后得到人眼所感觉到颜色,根据光学三基色原理,我们只采集计算机屏幕上的每一点的图象发展数字化并分解为红、绿、蓝三种信号,经过系统处理后,传递到LED点阵屏幕上的点阵单元中,分别驱动相对应颜色的发光二极管,即实现了计算机屏幕在LED点阵屏幕上的映射3LED电子显示屏驱动原理在大多数LED显示系统中,都采用刷新式驱动方法,即对每块LED显示驱动单元列向锁存数据,在行向发展扫描,根据LED显示驱动板构造,采用1P16扫描占空比我们所设计的LED显示驱动板驱动电路用两片74HC595组成4:16线行译码器,它提供整个扫描电路所需行信号,同时也用74HC595芯片来作串行移位存放器,它将系统传来的串行数据移位变成并行信号输出,这样驱动列需要提供串行移位时钟、并行锁入信号和输出使能信号,行扫描需要串行数据输入和串行移位时钟信号,如图2所示因此我们需要设计一个时序控制电路4结语M4A5—128P64—10VC是Lattice公司生产的CPLD器件,有128宏单元、64个IPO引脚Lattice公司开辟软件ispDcsignE*PERT中集成为了设计输入、编译、验证和编程全部工作首先发展设计输入,即可直接绘制原理图,也可用VHDL语言编程我们需要从10MHz时钟源得到lOOKHz信号用VHDL语言在VHDLMODULE文本编辑器中编写一个名为F100K.HDL文件如下设计文件输入以后发展编译,然后用户可以调整管脚分配,编译通过,即可对芯片编程用Byte-Blaster下载电缆把计算机并行口与PCB上的JTAG插座连接起来,通电后对已安装好的芯片编程实践说明,用Lattice公司生产的M4A5-128P64J0VC设计的电路到达了设计要求LED显示屏驱动设计原理及开展趋势
一、概述大屏幕向来是LED领域开展重要的组成局部,是大型娱乐、体育赛事、广场主题显示重要组成局部,全彩屏从蓝光LED诞生以来,向来保持高速开展态势在装饰显示市场LED将起到积极的作用,市场扩明显我国是全球LED显示屏生产大国,从LED芯片、驱动IC、控制器、屏幕创造等环节彻底占领主导地位16位移位恒流IC的由来双色屏主要是以显示文字为主,单片机扫描比拟方便,由于LED数量的增加,为了节省/1资源,采用74HC595移位扫描为了更适合LED的应用在此根抵上整合了恒流电流设定功能,增加了电流驱动能力,更符合需求及本钱需要又封装出16位器件,被目前全彩屏广泛采用电流驱动能力不断降低,早前TLC5940高达120mA单路驱动电流能力,后来TB
62726、ST
2221.MBI5026电流驱动能力都降低到80-90mA目前根本上是采用45mA电流驱动能力,比方MBI5024和CYT62726电流驱动能力降低,主要原因是LED器件发光强度越来越高,为了提升图象质量,静态屏幕设计越来越多采用,对驱动电流能力需求降低从IC本钱角度可以缩减芯片尺寸,从而降低本钱,为此设计出25mA静态屏幕驱动芯片CYT62727O目前全球有80%的LED屏幕采购生产来至中国大陆,普遍采用16通道恒流器件设计,短期还会继续延续,至少未来5年不会消失,主要是配套控制技术成熟,产品已经系列化,除非系统控制技术和芯片驱动设计有巨大的飞跃,本钱进一步的降低,否则现状不会改变近年来,不少公司不断推出新架构,都未来得到市场认可最大的问题是通过控制技术,假设改变LED的颜色一致性,新的技术没有大的突破之前,对应用者吸引不大,购置意愿不强近几年,大陆芯片设计公司一定会替代性的占领LED显示屏市场,像土兰明芯稳居主流显示屏LED芯片供给商,原因有出色的品质保证外,良好的直销模式是赢得市场法宝未来驱动IC也需要直销模式显示屏企业大多是大陆外乡企业,和台系IC在分销账期、交货速度和信任度上还需要进一步的改善在驱动应用技术上,色采的矫正技术亟待解决的瓶颈,显示屏衰减一致性问题突出,波长矫正和亮度矫正是下一个重点突破目标,首先是解决亮度一致性问题,再而是波长的一致性矫正这是世界性难题,也是当前亟待解决的技术难题控制技术开展已经走到世界的前列,但是在新方式控制理念上停滞不前,原因是控制器厂家和IC设计厂家配合不畅,各自相对独立,驱动技术和控制技术不能很好的衔接,采用16通道兼容性设计开展成熟度高,新的控制技术推出很少,更谈不上技术的革新16通道恒流器件在LED屏幕上采用长达十几年之久,到目前也只不过是减低电流,应对竞争剧烈的价格而已,并没有技术上的突破先后多家公司推出了系列IC,并没有得到很好的应用,是控制技术的缺失造成的在电脑技术飞速开展的今天,可以替代简化控制器的规模,但是技术的移植也需要IC设计厂家的支持,市场缺失控制技术和芯片驱动整合性的方案提供商2022年LED显示行业国市场规模超过300多亿,年产值过亿的企业有30多家,过千万100多家,大小有上千家企业从事显示创造行业LED显示屏继续保持15%增长速度,技术日渐成熟我国大型赛事工程不断,带动LED增长强劲比方奥运、世博、亚运会、迪斯尼、地铁、高铁等工程赛事二.屏幕原理设计文字显示屏,只要容显示清晰,有足够的的亮度,根本上都会满足客户需要了但是对于图象显示屏的显示质量发展评价,问题就复杂得多普通是主观方式来评价显示屏图象显示质量所谓主观方式评价,就是人为的方式评判,通过观察图象显示质量做出评判这样评价结果不仅与图象本身显示质量有关,而且与观察者的主观因素也有关系,很难说是公正和切当性的标准尽管如此目前还是没有很好的方法,在没有客观的测量方式浮现之前,主观方式仍然是最有效、实用的方法㈠最大显示色采数显示器的每一个像素的颜色都是由RGB〔红、绿、蓝〕三种基色组成低端的液晶显示板,各个基色只能表现6位色,即26=64种颜色通过简单的计算,我们可以知道每一个独立像素可以表现的最大颜色数是64X64X64=
2.621<种颜色;高端液晶显示板利用FRC技术则使得每一个基色则可以表现8位色,即28=256种颜色,则像素能表现的最大颜色数为256X256X256=16KK种颜色这种显示板显示的画面色采更丰富,层次感也好目前市面上的液晶显示器此两种显示板都有采用,大家可以留心一下外表的照度单位勒克司;将此数值与屏体有效显示面积相乘,得到整个屏体的在最正确视角上的发光强度,假设屏体中每一个像素的发光强度在相应空间恒定,则此数值可被认为也是整个屏体的光通量普通室外LED显示屏须到达40cd/平方米以上的亮度才可在日光下有比拟理想的显示效果普通室LED,最大亮度在700〜2000cd/平方米摆布单个LED的发光强度以cd为单位,同时配有视角参数,发光强度与LED的色采没有关系单管的发光强度从几个med到五千med不等LED生产厂商所给出的发光强度指LED在20mA电流下点亮,最正确视角上及中心位置上发光强度最大的点封装LED时顶部透镜的形状和LED芯片距顶部透镜的位置决定了LED视角和光强分布普通来说一样的LED视角越大,最大发光强度越小,但在整个立体半球面上累计的光通量不变当多个LED较严密规则排放,其发光球面相互叠加,导致整个发光平面发光强度分布比拟均匀在计算显示屏发光强度时,需根据LED视角和LED的排放密度,将厂商提供的最大点发光强度值乘以30%〜90%不等,作为单管平均发光强度普通LED的发光寿命很长,生产厂家普通都标明为100,000小时以上,这是在设定的最正确的条件下,实际还应注意LED的亮度衰减周期,亮度衰减周期与LED生产的材料工艺及生产厂商有很大关系,普通在经济条件许可的情况下应选用亮度衰减较缓慢的品牌实际使用中,光强计算往往采用比拟容易测绘的数据单位或者变向使用对于LED显示屏这种主动发光体一般采用cd/平方米作为发光强度单位,并配合观察角度为辅助参数,其等效于屏体屏幕多采用直插型椭圆形LED,国的封装技术大多可以满足屏幕设计需要LED芯片多采用有Cree或者用士兰明芯、三安等国LED发光芯片封装㈡驱动芯片时序CYT62726部是16位移位存放器,多颗CYT62726串行数据移位,每一个时钟周期CLK移送1位数据SDI,串行数据输入驱动器开/关控制施密特缓冲输入当其中数据“1〃被写入到SDI的开关控制移位存放器/时CLK的上升沿灰度控制模块仿真波形图CIK串行数据移位时钟施密特缓冲输入,所有的数据/关控制的转变移位是由1位的最高位同步的CLK的上升沿,单路数据移位到SD在同一时间CLK的上升沿输入获准后,持续100ns的上升沿LE边沿触发锁存器施密特缓冲输入当前对应移位存放器中数据,在此上升沿数据被锁存移位锁存仿真波形图OE所有输出空白施密特缓冲输入当OE是低电平时,所有恒流输出(OUTOM15]被执行当OE=1,所有恒流输出控制的开关在数据控制数据/锁存状态OE决定执行数据长度时间这种时序传输方式是,沿用74HC595通用逻辑数据传输方式,在LED屏幕上已经使用了十多年历史,显得古老而落伍LED屏幕亟待新的数据传输格式,简化的、高效的传输方式,从而减低设计复杂度,降低设计本钱和提高屏幕可靠性数据和时钟需要协调一致」可是在路:设于中,数据采用串行传%,而时钟则2至勺传呼势必数呼廿会造成输出错位这是4线传输格式最大的缺点,数据和时钟不能很好的同步,级联性较差,控制器本钱高落伍的数据传输格式,控制器产生灰度等级,屏幕刷新率低,传输数据量大,是LED屏幕目前开展瓶颈㈢驱动芯片方框图CYT62726部路线相比照拟简单,电阻通过电流镜比例调节输出电流值,芯片是统一设定16通道电流值的,所以在屏幕设计时通常是单颗IC驱动单一颜色,3片IC组成16个像素这样可以通过LED分选获得亮度一致性,3颗IC设定不同的驱动电流值,组成适宜的16像素白平衡芯片恒流误差显得很重要,电流误差参数也同时影响LED白平平移位存放器〔D触发器〕负责数据[SDI]的队列,按照时钟〔CLK〕时间,挪移数据队列正确的数据被锁存讯号〔LE/〕存储,这里可能就是二进制的1或者0,执行的灰度长度由使能〔OE〕讯号决定,灰度等级的表现是使能的倍数,使能数据宽度决定最小灰度等级三.LED屏路线设计㈠驱动周边器件选择在屏幕设计大约在3-6片CYT62726分布的PCB围,设置1000uF摆布容量电容器,在选择滤波电容时,应用采用低ESR(等效串联电阻)电容器,以最大限度的减小输出波纹,这是与其它电介质相比,这些材料能在较宽的电压和温度围维持其容量不变在电源和地之间连接着去耦电容,它有三个方面的作用一是作为本集成电路的蓄能电容;二是滤除该器件产生的高频噪声,切断其通过供电回路发展传播的通路;三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰对于设计LED点彩产品,灯点部增设滤波电容非常重要,主要在于越是色采的变化丰富供电波动更会增加,滤波电容在这里显得比设计在任何产品中都要重要对于大多数高的电流设计,推荐采用一个470至lOOOuF容值这里设计不能没有这颗电容见下列图,通常我们设计路线时,会在IC输入设计去耦电容一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声数字电路中典型的去耦电容值是O.luF这个电容的分布电感的典型值是5uH,
0.1uF的去耦电容有5uH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz摆布,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果去耦电容的选用并不严格,可按C=l/F,即10MHz取.1uF对于大多数高的电路设计,在输入采用一个
0.01至O.luF电容就足够了这里设计不能没有这颗电容在VCC电源供电中建议串接一只10Q电阻〔普通设计并没有这颗电阻〕,LED屏幕工作时容波动比拟大,会超过10V以上建议VCC还是需要电阻减少冲击,主要是减小电压波动带来的波峰,特殊是LED显示,Vp-p会高出数倍IC电源输入端也是最易受到冲击地方,电阻的存在同时也会提高电容滤波效果,这里也可以考虑增加一颗
4.7uF的电容提高电压的稳定性16位恒流器件VCC耐压并不高,和输出恒流端口耐压是不一样的,在这里增加一颗电阻非常重要,后面还会介绍结合PCB设计,分开供电的方式防止波峰值冲击在设计产品时需要确定输出电流值,CYT62726第23管脚是为方便设置电流而设计,外设电阻选择按前章节公式计算,也可以按下表选取,参考设计910大概在20mA电流值PCB板级设计电阻要紧贴近IC管脚23与1之间,减小这两个管脚PCB板级电阻会提高参考恒流精度CYT62726是兼容性16位恒流器件,在串行16位数据设计中,采用多片级联方式,CLK、LE、OE是并行传送构造,在数据传递中需要增加74HC245来提高驱动能力,普通建议3-6片CYT62726设置1片74HC245SD数据是串行传递方式,按照设计设计可以采用经过74HC245,也可以不经过74HC245,因为数据串行传送有足够的驱动能力㈡静态LED显示屏设计参考静态驱动方式是有利于LED寿命的设计,随着驱动IC本钱不断降低,越来越多的采用静态设计方式,静态是针对扫描屏设计方式而言的,CYT62726输出端口只单独连接1颗或者1串LED,数据传送针对单个像素点驱动,IC使用数量最多的一种设计静态设计比拟能发挥LED性能,驱动电流值是LED正常工作值,有利于LED最正确使用寿命在静态屏幕设计中,多片CYT62726级联方式,CLK、LE、OE是并行传送构造,在数据传递中需要增加74HC245来提高驱动能力,一般建议3-6片CYT62726设置1片74HC245SD数据是串行传递方式,按照设计设计可以采用经过74HC245,也可以不经过74HC245,因为数据串行传送有足够的驱动能力㈢1/4扫描应用参考设计1/4扫描设计方式也是LED屏幕采用较多的设计方式之一主要是不需要太高LED亮度的产品设计,比方室屏;不需要太高灰阶等级的屏幕,比方多用于数字图形显示的地方1/4扫描设计数据、时钟、锁存、使能传送方式是和静态设计一样的,为了提高刷新率,传送数据量会增加数倍1/4扫描需要增加B0-B3扫描选通线,在每帧单位时间,B0-B3会按次序选通一次,在单位时间1S钟B0-B3分别占用口/4〕S时间每当B0-B3被选通,其中被选通点亮的LED数据被移位到该像素,并锁存和使能〔执行显示〕CYT62726的16个端口驱动其中B0-B3选通线中共4颗LED,相对应4个单一颜色像素点,IC驱动电流是4颗LED电流的总和CYT62726的16个端口电流是统一设定的,为了保持白平衡R GB分别采用3颗CYT62726设计选通讯号是由控制器送出的,驱动PMOS翻开和关闭B0-B3选通线,PMOS驱动能力与选通线B0-B3连接LED数量有关系,是整个选通线上LED电流总和,通常选择4953,但是要注意MOS驱动能力在1/4扫描设计中,CYT62726是多片级联方式,CLK、LE、OE是并行传送构造,在数据传递中需要增加74HC245来提高驱动能力,普通建议3-6片CYT62726设置1片74HC245SD数据是串行传递方式,按照设计设计可以采用经过74HC245,也可以不经过74HC245,因为数据串行传送有足够的驱动能力在1/4扫描设计中,普通驱动电流较大,单颗红色LED时,需要串接电阻分压,分担芯片热量最好的方法是两颗红色LED串接,提高亮度降低驱动电流,但是需要和设计面板显示构造相结合㈣1/8扫描单双色屏幕参考设计1/8扫描设计主要是设计应用在不需要太高灰阶等级的单双色屏幕,比方多用于数字图形显示,车站、码头、银行汇率牌,条形字符屏幕1/8扫描相对于静态显示CYT62726使用量减少了8倍,降低设计本钱是采用扫描设计方式的主要原因1/8扫描设计数据、时钟、锁存、使能传送方式是和静态设计是一样的,为了提高刷新率,传送数据量会增加数倍显示灰阶度降低可以降低数据传送量,这能是采用扫描方式设计的原因之一1/8扫描需要增加A0-A2扫描选通线,A0-A2译码讯号是控制器送出的,在1/8扫描要增加74HC138译码,74HV138是3/8译码器,在每帧单位时间,B0-B7会按次序选通一次,在单位时间1S钟B0-B7分别占用〔1/8〕S时间每当B0-B7被选通,其中被选通点亮的LED数据被移位到该像素,并锁存和使能〔执行显示〕CYT62726的16个端口驱动其中B0-B7选通线中共8颗LED,相对应8个单一颜色像素点,IC驱动电流是8颗LED电流的总和74HC138选通讯号驱动PMOS翻开和关闭B0-B7选通线,PMOS驱动能力与选通线B0-B7连接LED数量有关系,是整个选通线上LED电流总和,通常选择4953,但是要注意实际驱动能力原理图限于篇幅后面被省略,B0-B7选通线还可以向后级延伸在1/8扫描设计中,CYT62726是多片级联方式,CLK、LE、OE是并行传送构造,在数据传递中需要增加74HC245来提高驱动能力,普通建议3-6片CYT62726设置1片74HC245,原理图限于篇幅后面被省略,CYT62726级联数量还可以向后级延伸设计SD数据是串行传递方式,有足够的驱动能力,现有的屏幕设计多是经过74HC245,也可以不经过74HC245,这样可以减少SD数据延时时间因1/8扫描总的驱动电流较大,在5V电源设计情况下,红色LED正向电压较低,需要增加电阻分担CYT62726功耗假设同时串接2颗红色LED就不需要设置电阻蓝、绿色也不需要增加电阻其它设计方式请注意功耗问题,因实际情况而定
(六)恒流输出精度及计算16通道恒流是该芯片重要参数之一,它有几个关键指标组成恒流最低压差;片间恒流误差;VCC电压调整率;负载调整率;温度漂移1〕输出恒流压差希翼越低越好,通常维持在
0.6-1V之间,最好是低于
0.6V从上图测试曲线可以看出,随着输出电流的增加,压差也会增加在有一种设计中很关键,例如2R屏设计中不少的屏幕是2R——1G“—设计的,2颗红色LED需要4V电压才干正常点亮,假设驱动IC需要IV压差,那最低建立恒流电压是5V,在5V电源供电情况下,远离电源端子地方有可能达不到5V最根本电压值屏幕浮现偏色,输出电流调整不到理想值,问题就是出在这里由此可以看出恒流压差维持到
0.6V是最合理的,局部IC为了降低本钱,大幅度减小尺寸,是造成压差高的主要原因16通道恒流IC是线性恒流方式,压差的形成是1C最主要的热源之一,较低的压差利于芯片散热2〕片间恒流误差±3%;片间误差是恒流输出重要的参数之一,我们通常看到标注片通道±
1.5%,片间通道±3%恒流误差,实际片误差可以不予考虑,因为我们不会单独使用1颗芯片,在LED屏幕设计主要考虑片间误差3〕受VCC电压变化恒流精度影响±
0.07%/V;VCC电压变化是会影响到输出电流精度的,在PCB设计走线要考虑LED供电和IC供电分开,提高滤波效果,能到达很好的效果4〕负载调整率,负载端电压影响的电流输出特性,维持在±
0.01%/V;负载电压不同或者波动,会影响恒流精度,虽然是很小解决的方法是尽量加宽PCB供电走线按照下面表格选取适宜的宽度和铜厚5〕温度恒流漂移
0.0005%/℃环境温度和芯片发热也会影响到输出恒流精度,30°C上升到70℃大概会有2%误差,也相当重要
(七)输出电流计算通常会给出一表格,标注随电流输出的电阻设定曲线,在IC部是一个电流镜与实际输出电流成一定的比例,因各家设计而有所不同,设计大多类似表格只是指示输出电流曲线,并不能准确确实定具体电阻阻值,最好是套用下面公式可以计算输出电流值Vref为23管脚输出电压,Vref维持在
1.2V摆布例如输出电流设定在20mA,电阻值在910摆布,即大概电流在20mA摆布,公式计算误差电流维持在±5%以严谨的电路设计需要准确测量,经确认后的电流,保持±1%电阻值误差,批量中电流精度维持在±3%以四.芯片测试㈠驱动1C耐压需求屏幕驱动芯片耐压是很重要的,普通屏幕虽说供电惟独5V,可是显示容变化剧烈,因此而产生的电压峰峰值[Vp-p]远比我们想象的要高开关电源本身就有峰值电压,与选择电源有很大的关系,但是客户允许的售价限制我们的电源选择水平,这里告诉大家开关电源是其中因数之一对减小纹波,屏幕PCB布线也非常关键,这是个很赫手的问题,需要有专门的PCB工程师屏幕电源分布供电情况,也是重要的因数受上述因数影响,电压峰峰值〔Vp-p〕计算是复杂的,从应用角度实测,静态屏幕通常大约在7-9V之间扫描屏幕大概在10-13V之间,扫描屏幕电压峰峰值升高和扫描屏幕开关速度提高有密切关系,传输速率提升,提高LED开关速度,同时也提升电压波动变化率,电压峰峰值也会提高前面讲过最开场是采用74HC595设计屏幕,后来发现耐压惟独9V〔5V低压工艺〕设计的74HC595会因此损坏,分析认为是电压峰峰值所致,在屏幕的开展过程中不断的提高输出端口的耐压,彻底的解决了这个问题这些年有部门公司设计16通道IC,采用了耐压9V的设计,在局部屏幕使用没有问题〔多是静态屏幕〕,可是有些公司的LED屏幕上使用损坏率很高〔大多是扫描屏幕或者PCB设计差异〕,问题源于此近年来局部公司设计出网格装的屏幕,这种长距离细线径供电方式,电压峰峰值〔Vp-p〕尤其突出,局部波峰电压高达15V以上,导致多款屏幕驱动芯片在网格屏幕上,显露出耐压缺乏情况16通道恒流驱动器还会用到屏幕以外的LED装饰领域,比方护栏管等,设计供电电压在12V以上,这些设计电压峰峰值〔Vp-p〕也会高达15V摆布,甚至更高因此驱动芯片输出端口耐压是非常重要的参数㈡耐压能力测试既然是重要的参数,那就给出简易可行的测试方式随机抽取CYT62726共3pcs芯片,测试芯片其中一个端口,芯片赋予正常供电,是关闭状态CYT62726规格标准是耐压17V,17V是一定能赋予客户保证的耐压测试按照一定的步骤,从5V供电不断的提高到17V,漏电在6nA以,对端口串接的LED做直观判断,LED看不到亮度继续增加电压到24V,IC仍然可以承受,随着电压增加端口漏电也随之增加,超过
0.5uA时LED有时机看到亮度,25V以上IC会损坏结果经测试端口加载17V电压都在10nA以,结果是满意的可观察到LED亮度点亮电流在luA,小于
0.5uA电流可视为没有漏电红色数据表示到了芯片的极限,工作已经不能正常㈢IC可靠性测试驱动芯片可靠性测试是复杂的,也是很重要的,它不仅要对芯片设计做出分析,还要对封装载体的可靠度评估,对屏幕驱动芯片,属于功率器件发热量很大,可靠性测试至关重要下面是普通性测试结果,主要是对封装的可靠性做出评估五.LED屏幕控制㈠系统国控制系统开展比拟成熟,主要分两种方式,一种是基于以太网络方式,千兆网卡分发数据,分控制器分配数据到LED显示单元板,应该是未来主流应用方式第二种是从显卡DVI读取视屏数据,压缩再通过数据卡发送出去,也是网络方式,与网络区别在于这里是串行数据格式,终端的单元板数据分割根本都是一样读取DVI数据用的最为普遍,采用信号包复用技术同步传送显示数据和控制数据,高效率的灰度分割算法,这里可以同时读取到帧、行频同步主要由两局部组成采样数据发送卡和现场分控器通过大规模逻辑及其他组件,实时同步采集计算机输出的显示数据,通过高速缓存、格式转换后,由大容量传输通道传送到LED显示屏现场,最终转换成LED扫描控制信号,在LED显示屏上实现高清晰的视频、图片、文本等节目容的显示从电脑的DVI接口采集高清晰显示数据,输出差分信号DVI接口高速输出的显示信号是串行灰度的数据,24位色数据,每一个颜色的权值数据为8位,灰度等级为256级LED显示屏上的灰度实现,是通过控制每一个LED的点亮时间PWM来实现的,为了更高效的实现不同的灰度,屏幕每一个权值独立显示的方式,即控制整个屏幕分别显示1〜8个权值的亮度整个数据格式转换过程由,通过权值别离-缓存-分区提取-数据重整等一系列过程,最终得到LED显示屏的扫描数据LED屏幕灰度灯具按256级灰度(8位)计算,8位权值数据由高到低挨次为D7Q28权值),D6(64权值)……DO(1权值)设置适宜的输出显示屏的串行时钟提高并行输出的RGB数据信号组,即可提高显示屏面积并满足实际高清显示效果对于不同的节目源、不同的显示屏体,需要经过不同数值的伽马校正来获得更符合人眼视觉的显示效果〔视敏函数〕,得到更清晰的图象DVI接口送过来的同步视频信号数据量大,数据发送卡会将数据压缩,借助网络成熟芯片发送考虑到控制器与LED屏幕的实际距离,采用网线差分或者光纤长距离传输LED显示屏由多个显示模组组合而成,显示接口普通由以下几个信号组成串行数据;多组红、绿、蓝信号;并行时钟;并行锁存;并行使能;行编码信号(扫描信号)等,普通最多16行扫描LED显示屏为实现大面积显示,屏幕面积普通较大,而显示屏的控制数据普通都是串行传送,控制线都非常长且邕易收包干扰工在大面]情号下可以保证稳冬传池的”号学透有限如果增加系统的控制面,二一受方法有|1)提高显示屏控制信号的时钟频率,但这种提高是有限的;2)降低刷新频率,刷新频率降低势必影响显示稳定度,效果很差;3)多个控制器同时处理,增加扫描控制器必然增加本钱控制系统设计是复杂的,在此不详细阐述,对于LED屏幕厂家而言,多是硬件连接控制系统是由专业的公司提供,比方杰赛、灵星雨、德普达等著名的LED控制系统公司㈡系统组件系统组件这里作为参考,并非彻底都是这些通常还是满足客户的需求,定制工程容等对于屏幕的类型,视距像素密度有很大的关系,这里会影响到本钱,材料的选配是价格本钱的主要因数,还有保修年限等㈢工期时间仅供参考依照显示屏的具体工程量,估计室外显示屏工程的全部工期需要45天摆布,时间包含采购加工时间约32天代有插笃当安装现场的勘察〔3天〕由施工技术人员到达工程安装现场,发展现场的实地勘察确定显示屏体的安装位置和环境;确定安装控制主机的机房位置及环境;测量控制信号、数据信号的实际传输距离;设计传输信号线的布丝位置系统布线〔7天〕施工人员依照技术人员勘察之后的设计方案,发展通讯线缆的敷设清理布设路线;〔含必要的青掘二打孔等1埋设线管、穿线;安装线材连接件屏体框架的制作〔15天〕施工人员依照构造设计人员提供的设计图纸发展框架的施工,钢架的制作;钢架的笆一屏体夕1递饰材料的施工;屏体部供电系统的引线屏体的安装〔5天〕〔框架安装完毕后,发展屏体的安装,箱体的安装、固定;箱体的连接;信号线的连接;配睡的安老」也源善中连接;控制网络的架设系统的调试〔5天〕供电系统的检测;显示系统的检测、调试;网络系统的调试;多媒体系统的调试六.LED屏幕的未来本篇着重描述了LED屏幕设计现状,为”LED屏幕设计及开展趋势〔上〕”篇局部,开展趋势设计会在〔下〕篇重点阐述为了迎合新技术面世,〔下〕篇会延后几月发表,在此先阐述LED屏幕未来主要几个方向点㈠控制系统开展控制系统是LED屏幕重要的组成局部,也是技术核心所在多年来我国向来占领主导性的地位,涌现出不少优秀的控制系统企业,为我国LED产业奠定了坚实的根抵控制系统占领国际市场主导地位,也与我国意识形态有关系,例如国向来不把软体当本钱、利润计算,销售只计算控制器硬件本钱,低廉的价格,赢取了市场,国际性的公司不愿意这么勤劳,妨碍了投资兴趣和市场准入存在的问题也有,利润直接影响投入热情比方创新性不够,新技术的扩展速度缓慢还有在控制系统的开辟时,创新没有很好的和集成电路设计公司协作,也是技术更新缓慢的主要原因LED屏幕企业尝试新品设计,不是很积极,想设计成熟一步到位,但是都不愿意何来的成熟呢?特备是大公司要积极的试用新技术,推出新是未来占领LED产业的主要动力现在屏幕生产看起来大家都差不多,没什么创新点,利润不断下滑控制系统开展方面,软体味更多的替代硬体,提升智能化水平,同时降低硬件设计本钱电脑飞速开展本应该大幅提升LED屏幕控制水平,但是我们固执的消费者却让他多年没有改变,这也和控制器设计者不愿意降低控制系统售价有关系,软件化推进速度缓慢系统软件化是大趋势,谁能提高系统软件化速度,谁就能占领LED屏幕控制的核心领域但是占领屏幕控制核心,不等于会给你带来核心利益,未来必然要有系统提供商出现,才可以彻底改变格局系统提供商是指,IC设计公司直接向市场提供控制系统,不能把控制系统作为获利点例如,我们的LED屏幕IC领导者聚积公司,每年均有推出屏幕驱动IC,可是向来能销售还是老产品,难道说这多芯片设计的不好吗?实际决策层应该意思到这是控制技术的缺失,仅就IC设计创新没有控制技术结合,不能被客户顺利采用虽然控制技术与IC设计合作是一种方法,显然控制系统设计者不愿意更多的去硬件化IC设计创意和控制技术的创意不在一个团队指挥,LED屏幕开展受到极大的限制高通公司在发布了很详细的手机设计案例,抱怨大陆公司不能向欧美企业那样灵便应用高通可曾经想山寨厂家根本就没有安排能读懂案例的人员假设MTK只提供芯片,不提供软件,山寨手机市场会有吗?我说的不一定对,大家可理解LED控制系统未来的走向㈡驱动芯片开展前面讲过目前普遍采用的16通道驱动芯片,是在74HC595根抵上开展而来,几十年来都没有创新,这是不正常的落伍的传输方式,妨碍LED屏幕创新,屏幕市场中国有绝对的话语权,势必诞生新的数据传输方式,革命性的改变现有数据传输格局随着世界经济开展,需求量提升,要求也会越来越高,特殊是清晰度要大幅提升大尺寸显示壮观的视屏播放,已经失去了它的魅力,什么时候在广场上也有电视机那样清晰?LED有理由设计的比LCD〔液晶〕更清晰,可以看看有LED衍生品OLEDLED与传统的显示最大的区别是没有余辉CRT〔显像管〕电子枪扫描,荧光粉有余辉LCD液晶屏部形成电容,能保持一定的显示时间R GB颜色的LED是彻底没有的,因此驱动IC置PWM是必须的集成电路设计要与LED屏幕市场共存,意识形态也很重要,有好的技术,还要了解大陆公司思想,未来IC设计一定是大陆的企业取胜供货渠道、交货时间、账期、支持力度,外企还有不少的差距从历史开展来看,东芝公司本来市占率很高,但是渠道和系统配合上面,自我为中心,导致市场份额不断减小点晶公司一度也有很高的占有率,当初引脚兼容问题,和移师大陆决策没有把握好,失去了市场竞争力㈢屏幕创造开展屏幕创造在我国已经有了完整的产业链,分工明确但是整合度还是不够,质量保证不是很完善,人工制造环节太多未来还需要大幅度整合,特殊是高质量的单元板企业,在高质量环境下批量单元模组,规模化生产,然后再交给粗放式企业组装,整体降低设计本钱,提升LED屏幕质量损坏率最高是LED,LED损坏主要是封装、组装过程环境得不到保证,未来控制芯片与LED芯片整合是方向这不是一件小事,可能很难理解!参考资料CYT6272516通道80〔mA〕LED屏幕恒流驱动器;主要针对1/8扫描,更多的驱动LED数量,单双色屏幕、护栏管等最正确的选择CYT6272616通道45〔mA〕LED屏幕恒流驱动器;静态屏和1/4扫描兼容性型号CYT6272716通道45〔mA〕LED屏幕恒流驱动器;主要针对静态LED屏幕应用,提高恒流精度CYT6272816通道25〔mA〕LED屏幕恒流驱动器;针对高刷新率,超大屏幕静态屏幕应用规格,OE宽度150ns宽度,有快速响应灰度等级的能力CYT627298通道60〔mA〕LED屏幕、灯饰恒流驱动器;针对高刷新率,兼容性8通道恒流,屏幕灯饰应用规格,OE宽度150ns宽度,有快速响应灰度等级的能力。