有時候,只給你看一塊單元板上的驅動IC(尤其是一些并不常見的IC),你很難辨認出它出自于哪個廠家。你除了可以看到驅動IC的產(chǎn)品表面上的型號、封裝方式、批次等信息之外,廠家名稱、品牌LOGO等關鍵信息常常一無所知。有經(jīng)驗的朋友知道,如果要辨識該驅動的廠家是誰,最關鍵的線索在于型號前面的品牌縮寫。但無奈市面上的IC常見太多,而且一些IC也并不是常常用到,總有幾個品牌你認不出。
驅動IC的作用:
接收符合協(xié)議規(guī)定的顯示數(shù)據(jù)(來自接收卡或者視頻處理器等信息源),在內(nèi)部生產(chǎn)PWM與電流時間變化,輸出與亮度灰度刷新等相關的PWM電流來點亮LED。驅動IC和邏輯IC以及MOS開關組成的周邊IC,共同作用于LED顯示屏的顯示功能并決定其呈現(xiàn)的顯示效果。
驅動IC的分類:
LED驅動芯片可分為通用芯片和專用芯片兩種。
所謂的通用芯片,其芯片本身并非專門為LED而設計,而是一些具有LED顯示屏部分邏輯功能的邏輯芯片(如串2并移位寄存器)。
而專用芯片是指按照LED發(fā)光特性而設計專門用于LED顯示屏的驅動芯片。LED是電流特性器件,即在飽和導通的前提下,其亮度隨著電流的變化而變化,而不是靠調節(jié)其兩端的電壓而變化。因此專用芯片一個最大的特點就是提供恒流源。恒流源可以保證 LED的穩(wěn)定驅動,消除 LED的閃爍現(xiàn)象,是 LED顯示屏顯示高品質畫面的前提。有些專用芯片還針對不同行業(yè)的要求增加了一些特殊的功能,如具備LED錯誤偵測、電流增益控制和電流校正等。
驅動IC的演進:
上個世紀90年代,LED顯示屏應用以單雙色為主,采用的是恒壓驅動IC。1997年,我國出現(xiàn)了首款LED顯示屏專用驅動控制芯片9701,從16級灰度跨越至8192級灰度,實現(xiàn)了視頻的所見即所得。隨后,針對LED發(fā)光特性,恒流驅動成為全彩LED顯示屏驅動的首選,同時集成度更高的16通道驅動替代了8通道驅動。20世紀90年代末,日本Toshiba、美國Allegro和Ti等公司相繼推出16通道的LED恒流驅動芯片,21世紀初,中國臺系企業(yè)的驅動芯片也相繼量產(chǎn)和使用。如今,為了解決小間距LED顯示屏PCB布線的問題,一些驅動IC廠家又推出了高集成的48通道的LED恒流驅動芯片。
驅動IC的性能指標:
在LED顯示屏的性能指標中,刷新率和灰度等級以及圖像表現(xiàn)力是最為重要的指標之一。這要求LED顯示屏驅動IC通道間電流的高一致性、高速的通信接口速率以及恒流響應速度。過去,刷新率、灰階以及利用率三方面是一種此消彼長的關系,要保證其中之一或其中之二的指標能夠較為優(yōu)異,就要適當犧牲剩下的一直兩個指標。為此,很多LED顯示屏在實際應用中很難兩全其美,要么是刷新不夠,高速攝像器材拍攝下容易出現(xiàn)黑線條,要么是灰度不夠,色彩明暗亮度不一致。隨著驅動IC廠商技術的進步,目前已經(jīng)在三高問題上有所突破,已經(jīng)能夠解決好這些問題。
在小間距LED顯示屏的應用中,為了保證用戶長時間用眼的舒適度,低亮高灰成為考驗驅動IC性能的一個尤為主要的標準。
驅動IC的趨勢:
節(jié)能:
作為綠色能源,節(jié)能是LED顯示屏永恒的追求,也是考量驅動IC性能的一個重要標準。驅動IC的節(jié)能主要包括兩個方面,一是有效降低恒流拐點電壓,進而將傳統(tǒng)的5V電源降低至3.8V以下操作;二是通過優(yōu)化IC算法和設計降低驅動IC操作電壓與操作電流。目前已經(jīng)有廠家推出了具有0.2V低轉折電壓,提升達15%以上的LED利用率的恒流驅動IC,使用較常規(guī)產(chǎn)品低16%的供電電壓減少發(fā)熱量,讓LED顯示屏能效大為提升。
集成化:
隨著LED顯示屏像素間距的迅速下降,單位面積上要貼裝的封裝器件以幾何倍數(shù)增長,大大增加模組驅動面的元器件密度。以P1.9小間距LED為例,15掃的160*90模組需要180個恒流驅動IC,45個行管,2個138。如此多的器件,讓PCB可用的布線空間變得極為擁擠,加大了電路設計的難度。同時,如此擁擠元器件的排列,極易造成焊接不良等問題,同時也降低了模組的可靠性。驅動IC更少的用量,PCB更大的布線面積,來自應用端的需求倒逼驅動IC必須走上了高集成的技術路線。
目前,行業(yè)主流的驅動IC供應商都先后推出了高集成度的48通道LED恒流驅動IC,將大規(guī)模的外圍電路集成到驅動IC的晶圓中,可減少應用端PCB電路板設計的復雜程度,也避免了各廠家工程師設計能力或者設計差異所產(chǎn)生的問題。
使用常規(guī)LED驅動IC,PCB的布線空間極為擁擠
采用48通道的驅動IC,元器件大大減少,PCB布線更簡單
也有的廠商通過平臺方案來整合驅動IC、行管以及邏輯控制芯片三大部件,也可以達到相同的目的。在上游廠家技術進步的同時,我們也要關注LED顯示屏廠家當前的SMT加工技術和管控能力是否符合微型化和多腳數(shù)IC的精度要求。
除此之外,隨著戶外小間距和室內(nèi)小間距應用的逐漸普及,驅動IC的多腳數(shù)、高集成和微型化以及常規(guī)驅動的QFN化(如同智能手機的輕薄智能化) 都將成為必須