LED顯示屏驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)原理及發(fā)展趨勢(shì)

屏幕多采用直插型橢圓形LED,國(guó)內(nèi)的封裝技術(shù)大多可以滿足屏幕設(shè)計(jì)需要。LED芯片多采用有Cree或用士蘭明芯、廈門三安等國(guó)內(nèi)LED發(fā)光芯片封裝。

㈡ 驅(qū)動(dòng)芯片時(shí)序

CYT62726內(nèi)部是16位移位寄存器，多顆CYT62726串行數(shù)據(jù)移位，每個(gè)時(shí)鐘周期CLK移送1位數(shù)據(jù)SDI,串行數(shù)據(jù)輸入驅(qū)動(dòng)器開/關(guān)控制。施密特緩沖輸入。當(dāng)其中數(shù)據(jù)“1”被寫入到SDI的開關(guān)控制移位寄存器/時(shí)CLK的上升沿。

灰度控制模塊仿真波形圖

CLK 串行數(shù)據(jù)移位時(shí)鐘。施密特緩沖輸入，所有的數(shù)據(jù)/關(guān)控制的轉(zhuǎn)變移位是由1位的最高位同步的CLK的上升沿，單路數(shù)據(jù)移位到SD在同一時(shí)間。 CLK的上升沿輸入獲準(zhǔn)后，持續(xù)100ns的上升沿。

LE 邊沿觸發(fā)鎖存器。施密特緩沖輸入。當(dāng)前對(duì)應(yīng)移位寄存器中數(shù)據(jù)，在此上升沿?cái)?shù)據(jù)被鎖存。

移位鎖存仿真波形圖

OE 所有輸出空白。施密特緩沖輸入。當(dāng)OE是低電平時(shí)，所有恒流輸出被執(zhí)行。當(dāng)OE= 1,所有恒流輸出控制的開關(guān)在數(shù)據(jù)控制數(shù)據(jù)/鎖存狀態(tài)。OE決定執(zhí)行數(shù)據(jù)長(zhǎng)度時(shí)間。

這種時(shí)序傳輸方式是，沿用74HC595通用邏輯數(shù)據(jù)傳輸方式，在LED屏幕上已經(jīng)使用了十多年歷史，顯得古老而落伍。LED屏幕亟待新的數(shù)據(jù)傳輸格式，簡(jiǎn)化的、高效的傳輸方式，從而減低設(shè)計(jì)復(fù)雜度，降低設(shè)計(jì)成本和提高屏幕可靠性。

數(shù)據(jù)和時(shí)鐘需要協(xié)調(diào)一致，可是在線路設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)采用串行傳輸，而時(shí)鐘則是并行傳輸，勢(shì)必?cái)?shù)據(jù)延時(shí)會(huì)造成輸出錯(cuò)位。這是4線傳輸格式最大的缺點(diǎn)，數(shù)據(jù)和時(shí)鐘不能很好的同步，級(jí)聯(lián)性較差，控制器成本高。落伍的數(shù)據(jù)傳輸格式，控制器產(chǎn)生灰度等級(jí)，屏幕刷新率低，傳輸數(shù)據(jù)量大，是LED屏幕目前發(fā)展瓶頸。

㈢ 驅(qū)動(dòng)芯片方框圖

CYT62726內(nèi)部線路相對(duì)比較簡(jiǎn)單，電阻通過電流鏡比例調(diào)節(jié)輸出電流值，芯片是統(tǒng)一設(shè)定16通道電流值的，所以在屏幕設(shè)計(jì)時(shí)通常是單顆IC驅(qū)動(dòng)單一顏色，3片IC組成16個(gè)像素。這樣可以通過LED分選獲得亮度一致性，3顆IC設(shè)定不同的驅(qū)動(dòng)電流值，組成合適的16像素白平衡。芯片恒流誤差顯得很重要，電流誤差參數(shù)也同時(shí)影響LED白平衡水平。

移位寄存器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的隊(duì)列，按照時(shí)鐘時(shí)間，移動(dòng)數(shù)據(jù)隊(duì)列。正確的數(shù)據(jù)被鎖存訊號(hào)存儲(chǔ)，這里可能就是二進(jìn)制的1或0,執(zhí)行的灰度長(zhǎng)度由使能訊號(hào)決定，灰度等級(jí)的表現(xiàn)是使能的倍數(shù)，使能數(shù)據(jù)寬度決定最小灰度等級(jí)。

三、LED屏線路設(shè)計(jì)

㈠ 驅(qū)動(dòng)周邊器件選擇

在屏幕設(shè)計(jì)大約在3-6片CYT62726分布的PCB范圍內(nèi)，設(shè)置1000uF左右容量電容器，在選擇濾波電容時(shí)，應(yīng)用采用低ESR電容器，以最大限度的減小輸出波紋，這是與其它電介質(zhì)相比，這些材料能在較寬的電壓和溫度范圍內(nèi)維持其容量不變。

在電源和地之間連接著去耦電容，它有三個(gè)方面的作用：一是作為本集成電路的蓄能電容；二是濾除該器件產(chǎn)生的高頻噪聲，切斷其通過供電回路進(jìn)行傳播的通路；三是防止電源攜帶的噪聲對(duì)電路構(gòu)成干擾。

對(duì)于設(shè)計(jì)LED點(diǎn)彩產(chǎn)品，燈點(diǎn)內(nèi)部增設(shè)濾波電容非常重要，主要在于越是色彩的變化豐富供電波動(dòng)更會(huì)增加，濾波電容在這里顯得比設(shè)計(jì)在任何產(chǎn)品中都要重要。對(duì)于大多數(shù)高的電流設(shè)計(jì)，推薦采用一個(gè)470至1000uF容值。這里設(shè)計(jì)不能沒有這顆電容。

見下圖，通常我們?cè)O(shè)計(jì)線路時(shí)，會(huì)在IC輸入設(shè)計(jì)去耦電容：一方面是本集成電路的蓄能電容，另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數(shù)字電路中典型的去耦電容值是0.1uF.這個(gè)電容的分布電感的典型值是5uH,0.1uF的去耦電容有5uH的分布電感，它的并行共振頻率大約在7MHz左右，對(duì)于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果。去耦電容的選用并不嚴(yán)格，可按C=1/F,即10MHz取0.1uF.

對(duì)于大多數(shù)高的電路設(shè)計(jì)，在輸入采用一個(gè)0.01至0.1uF電容就足夠了。這里設(shè)計(jì)不能沒有這顆電容。

在VCC電源供電中建議串接一只10Ω電阻，LED屏幕工作時(shí)內(nèi)容波動(dòng)比較大，會(huì)超過10V以上。建議VCC還是需要電阻減少?zèng)_擊，主要是減小電壓波動(dòng)帶來的波峰，特別是LED顯示，Vp-p會(huì)高出數(shù)倍。IC電