“不可小覷”LED顯示驅動的交流響應

引言

LED驅動芯片有一個重要的特性——交流響應，而奇怪的是它常常被忽略。交流響應影響著LED顯示器的很多影像品質，如EMI、線性度、灰階、信賴性。雖然這些特性彼此間有著不可剝離的取舍關系，但是一片好的驅動芯片是能夠在這些特性中游刃有余并且取得較佳的平衡。本文將著重探討交流響應在LED驅動芯片設計時的重要性，以及在此基礎上的LED驅動芯片與電路板設計技術，以協(xié)助設計出優(yōu)質影像良好的顯示器。

1 最短OE脈波寬度及線性度

每一個顏色超過1024個的灰階已經成為LED全彩顯示器的基本規(guī)格，幾乎成為行業(yè)的標準了，而制造商們往往需要更多灰階的驅動芯片，以表現(xiàn)出更豐富的色彩。灰階數的多寡由OE的最短脈波寬度及反應時間(tr/tf)決定的，但許多驅動芯片往往為了縮短OE脈波寬度而犧牲了線性度(所謂線性度就是輸入數據與輸出亮度間的關系)。例如圖1中，OUTn的輸出電壓波形比OE脈波寬度還要來得短，其線性度關系如圖2所示。很明顯地可以看到，LED亮度與OE脈波寬度的設定不成正比，特別是在OE脈波寬度低于0.1us時，此時的線性度不佳。

圖1 OE脈波寬度與OUTn輸出電壓波形之間的關系

圖2 LED亮度與OE脈波寬度的關系

目前市面上對最短OE脈波寬度的定義眾口不一，一些芯片制造商將輸出端可以反應的時間定義為最短OE脈波寬度，可是，如果是這樣的定義就會忽略掉對于線性度的影響。因此還是需要加以實際量測線性度才能確保芯片能夠表現(xiàn)出足夠的灰階數。

2 抑制輸出突波

LED驅動芯片管腳關閉瞬間產生的電壓突波，經常不小心導致芯片損壞，這也直接影響了顯示器的信賴性。此一電壓突波是來自于VLED和OUTn之間的寄生電感所產生的，圖3及圖4中說明了此突波的實驗方式與結果。在此實驗中，刻意加入一個電感L1，以仿真實際電路中的寄生電感，并勾取圖3中CH1~CH3三個節(jié)點上的電壓波形以示波器觀察，其波形如圖4所示。從圖4中可以看到在輸出管腳(CH3)上的電壓達到26.6V之高，遠高于驅動芯片的耐壓。