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LED显示屏设计及技术发展趋势

11-20 01:03:42 | http://www.5idzw.com | 信息显示与光电技术 | 人气:336
标签:显示及光电,光电显示技术,http://www.5idzw.com LED显示屏设计及技术发展趋势,http://www.5idzw.com

  对于设计LED点彩产品,灯点内部增设滤波电容非常重要,主要在于越是色彩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1000μF容值。这里设计不能没有这颗电容。


  见下图,通常我们设计线路时,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0.1μF。这个电容的分布电感的典型值是5μH,0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,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=1/F,即10MHz取0.1μF。

  对于大多数高的电路设计,在输入采用一个0.01至0.1μF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10Ω电阻,LED屏幕工作时内容波动比较大,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,特别是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 4.7μF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,分开供电的方式避免波峰值冲击。

  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910Ω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。


实测设置电阻与电流对照表

  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。


  输出恒流压差希望越低越好,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:


  很多的屏幕是2R'1G'1B设计的,2颗红色LED需要4V电压才能正常点亮,假设驱动IC需要1V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最基本电压值。屏幕出现偏色,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,部分IC为了降低成本,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IC最主要的热源之一,较低的压差利于芯片散热。

  1) 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内通道±1.5%,片间通道±3%恒流误差,实际片内误差可以不予考虑,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。

  2) 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,能达到很好的效果。

  3) 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;

  负载电压不同或波动,会影响恒流精度,虽然是很小。解决的办法是尽量加宽PCB供电走线。

  按照下面表格选取合适的宽度和铜厚:


  1) 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℃上升到70℃大概会有2%误差,也相当重要。

  输出电流计算


  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左右。例如:输出电流设定在20mA,电阻值在910左右,即:

  大概电流在20mA左右,公式计算误差电流维持在±5%以内。严谨的电路设计需要精确测量,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%以内。

  静态驱动方式是有利于LED寿命的设计,随着驱动IC成本不断降低,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。静态设计比较能发挥LED性能,驱动电流值是LED正常工作值,有利于LED最佳使用寿命。

  在静态屏幕设计中,多片CYT62726级联方式,CLK、LE、OE是并行传送结构,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74HC245。SD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。



  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,比如室内屏;不需要太高灰阶等级的屏幕,比如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,在每帧单位时间内,B0-B3会按次序选通一次,在单位时间1S钟内B0-B3分别占用(1/4)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*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’G’B分别采用3颗CYT62726设计。选通信号是由控制器送出的,驱动PMOS打开和关闭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,但是要注意实际驱动能力。

  在1/4扫描设计中,CYT62726是多片级联方式,CLK、LE、OE是并行传送结构,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74HC245。SD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。

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