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使用驱动芯片的快速呼应完成高画质LED显示屏

现今LED显示屏运用越来越广,凡举金融证券、体育、交通讯息、广告传递等都可以看到它的足跡,也因为最近几年LED成本下降及亮度的提升再加上LED显示屏更具有耗电少、寿命长、视角大及响应速度快等优势;而且

如今LED显现屏运用越来越广,凡举金融证券、体育、交通消息、广告传递等都能够看到它的足跡,也因为最近几年LED本钱下降及亮度的进步再加上LED显现屏更具有耗电少、寿数长、视角大及呼应速度快等优势;并且能够依据不同地址及需求订制相对应的尺度,在市场上快速兴起成新一代的传播媒体宠儿,其条件更是其他大型显现设备无法比拟的。本文将进一步逐个阐明怎么不改变电路规划,运用驱动芯片的快速呼应优势来完成高画质的LED显现屏

全体速度的进步- 更高的改写频率与换帧频率

  LED是经由流过的电流来驱动的,而经过的脉冲宽度能够操控LED的亮度及灰度,简略来说若不考虑体系端的规划,改写频率(refreshrate)是经由寻址时刻(Tacc)及流过LED的电流速度所决议的;而换帧频率(framerate)的进步除了体系的的支撑外更需求更快的寻址时刻,而寻址时刻与传输的时脉(DCLK)与寻址数有激烈的正相关。

  例如:有一全彩野外显现屏其寻址数为768,若是运用不同的时脉则全体的寻址时刻也会不同

  作业时脉为10Mhz -> 768X0.1us = 76.8us

  作业时脉为30Mhz-> 768X0.033us = 25.6us

  而电流流过LED的速度决议LED显现屏的改写频率,举例阐明若一LED显现屏其寻址数皆为768、作业时脉为30Mhz、灰阶调整为8位元(bits)、亮度调整皆为2位元(bits)、每子场的间隔时刻为4us;传统驱动芯片其显现的脉冲宽度为250ns,而SnapDrive驱动芯片的脉冲宽度为50ns,两者能够到达的改写频率有显着的差异

  A.传统驱动芯片(脉冲宽度为250ns)

  权重组织为 1/64, 1/32, 1/16, 1/8, 1/4, 1/2 ,1 ,2 ,4 ,8, 16,32

  Tfr=25.6usx[6+63]+5x4us = 1786.4us

  Fr = 559.7Hz

  B.SnapDrive驱动芯片(脉冲宽度为50ns)

  权重组织为 1/512,1/256, 1/128, 1/64, 1/32, 1/16, 1/8, 1/4, 1/2 ,1 ,2,4

  Tfr=25.6usx[9+7]+8x4us=441.6us

  Fr=2264.5Hz

  显现灰阶度进步

  现在市场上一般通用的传统驱动芯片其OE呼应时刻约为250ns,若以上述的比如来看其最高的灰阶为8位元;亦即R,G,B各有256个灰阶度。其颜色为256X256X256 = 166777216约1千六百万色。若想将灰阶度进步至14位元亦即16384X16384X16384=4.39千亿色;两者之间的改写频率亦会得到显着的差异

  A.传统驱动芯片(脉冲宽度为250ns)

  权重组织为 1/64, 1/32, 1/16, 1/8, 1/4, 1/2 ,1 ,2 ,4 ,8, 16 ,32 ,64, 128,256, 512, 1024, 2048

  Tfr=25.6usx[6+4095]+5x4us = 105005.6us
Fr = 9.5 Hz

  B.SnapDrive驱动芯片(脉冲宽度为25ns)

  权重组织为 1/1024, 1/512, 1/256, 1/128, 1/64, 1/32, 1/16, 1/8, 1/4, 1/2,1 ,2 ,4 ,8, 16, 32, 64, 128

Tfr=25.6usx[10+255]+9x4us=6820us

  Fr=146.6Hz

  
表1为传统驱动芯片及SnapDriveTM驱动芯片归纳体现

  以下为台湾迅杰科技推出包括SnapDriveTM技能之驱动芯片测验条件及成果,藉图1及图3能够显着看出其驱动芯片在极小的OE脉冲宽度下其输出电流仍为线性输出,而传统驱动芯片则无法供给线性的输出。

  测验条件:

  Vcc=5V ,Iout=38.3mA,RL=47Ω,CL=13pF

失真率的下降

  针对不同的输出电流斜率的驱动芯片,运用仿真软体(HSP%&&&&&%E2007)咱们在失真率方面咱们得到不同的成果失真率

表2:失真率比较表

  仿真条件:传统驱动芯片: Ton:160ns, Tof:70ns

  SnapDriveTM驱动芯片:Ton:15ns, Tof:15ns

  Vin :5V , Iout=20mA , LED等效电路RL:52Ω,CL:10pf

  OE 脉冲宽度为:250ns

处理LED 热的问题及添加LED的寿数

  如图5所示为50% Dutycycle的电流输出示意图,若在同一个时刻内将出电流的脉冲均匀打散,不光不影响输出电流及LED的亮度也能够防止LED长时刻的点亮形成LED过热及寿数提前衰减的现象。

快速呼应电路规划

  运用快速呼应的驱动芯片尽管能够进步LED显现屏之灰阶度及改写频率;不过依据电感效应的公式 Delta;V= L ?di/dt因时刻t变小;相对而言瞬间的电压变大所以简单发生突波。笔者在此列上几个电路规划上的改进方法供读者参阅:

  ΔV :电压的改变量

L:电路上寄生之电感

  di:对电流的微分

  dt:对时刻的微分

  在电路规划上有几点需求特别注意:

  1.PCB最好是4层板以上,将电源及地独立一层;走线部份越短越好。

  2.VLED及VCC对地端加上一个大的稳压电容,主张CP1及CP2为1000~1500uF。

  3.VLED与VCC分隔为不同电源。

  4.可在时脉输入端(Clock)加上RC电路,将其峰值下降,下降对电磁搅扰的影响;主张Rt22Ω、Ct33pF。

  扫描屏上;主张在MOS的Gate端与74HC138之间串一个电阻,以防止VLED端的电感效应及MOS端寄生电容所发生的突波,形成74HC138焚毁;主张Rg100Ω、Cg47pF(%&&&&&%部份可选择不加)。

定论

  藉由快速呼应(SnapDriveTM)的驱动芯片不光能够进步整屏的灰阶显现及改写频率、下降电流输出失真率,也因为传统驱动芯片因为电流的爬高及下降时刻较长,在未到达设定电流时其非线性输出会影响LED的发光特性(波长),简单形成显现屏颜色失真的现象。但因为传输及作业频率的进步对规划者而言除了在电路规划上要愈加当心外,选择高品质、高信任度的驱动芯片更是不二法门。

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