ZHCAE51 June   2024 TLC6983

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1显示技术概述
    1. 1.1 显示技术比较
    2. 1.2 LED 驱动器拓扑
  5. 2Mini-LED/Micro-LED 显示系统简介
    1. 2.1 矩阵 LED 显示屏基础知识
    2. 2.2 LED 显示屏新兴 EE 和系统概述
    3. 2.3 高密度矩阵 LED 显示屏的常见问题
  6. 3根本原因分析和 TI 参考设计
    1. 3.1 重影问题
      1. 3.1.1 下重影
      2. 3.1.2 上重影
    2. 3.2 耦合问题
      1. 3.2.1 亮度更大的耦合
      2. 3.2.2 亮度更暗的耦合
    3. 3.3 低灰度不均匀问题
  7. 4总结
  8. 5参考资料

LED 驱动器拓扑

表 1-2 介绍了两种常见的 LED 驱动器拓扑。在直接驱动拓扑中,每个 LED 都有自己的驱动通道。在时分多路复用拓扑中,一组 LED(同一列)共享一个驱动通道,并通过时分多路复用方式依次点亮每个 LED。具体来说,第一行 LED 点亮后,接着点亮第二行 LED,依此类推,直到最后一行 LED 点亮,然后扫描返回到第一行并进入下一个循环。时分多路复用利用了人眼的视觉暂留效应,使得即使 LED 依次点亮,人眼也能感受到连续的图像。

在 mini-LED 或 micro-LED 显示应用中,每个像素对应一个 RGB LED,随着屏幕分辨率变得越来越高,直接驱动变得不现实。例如,4K 屏幕具有 3840 × 2160 个像素,每个像素需要三个通道(红色、绿色和蓝色)。如果使用 48 通道直接驱动 LED 驱动器,则需要 3840 × 2160 × 3/48 = 518,400 个驱动器,这从 PCB 布局和成本的角度来看几乎是不可行的。

表 1-2 LED 驱动器拓扑比较
直接时分多路复用
结构
元件N 个 LED 驱动器1 个 LED 驱动器 + 1 个控制器 + N 个开关 MOSFET
区域电流峰值区域电流 – 平均区域电流 = IZONE 峰值区域电流 = N × IZONE
平均区域电流 = IZONE

时分多路复用设计使用单个驱动器 IC 同时点亮更多的 LED,从而节省 PCB 层数和成本,这在窄像素间距 (NPP) LED 显示屏中更为实际和必要。事实上,像素间距越小,设计中的时分多路复用次数就越多。

尽管时分多路复用设计节省了 PCB 层数和成本,但也对显示性能带来了很大挑战。因为时分多路复用的高效率是以牺牲显示刷新率为代价的。请注意,LED 显示屏中刷新率的定义与 LCD 或 OLED 显示屏中的刷新率不同。通常,LCD 或 OLED 显示屏的刷新率是指显示屏每秒钟能够绘制新图像的次数。其单位为赫兹 (Hz)。例如,如果显示屏的刷新率为 144Hz,则表示每秒刷新图像 144 次。不过,在 LED 显示屏中,刷新率的定义是所有 LED 依次点亮一次所需时间的倒数(同样以赫兹为单位)。通常,LED 显示屏的刷新率需要非常高,达到 2000Hz 或以上,例如 1920Hz、3840Hz,甚至 7680Hz,以确保在使用相机捕捉 LED 显示屏图像时不会出现暗扫描线或亮暗不一的问题。

刷新率取决于时分多路复用次数(或扫描线数)。从 IC 设计的角度来看,支持更多扫描线可以减少使用的驱动器,进而进一步节省 PCB 层数和成本,从而使驱动器米6体育平台手机版_好二三四在市场上更具竞争力。但是,当扫描线增加时,例如扫描线翻倍,为了在不改变显示屏平均亮度的情况下在一个周期内点亮所有 LED 所需的总时间也会翻倍,因此刷新率会减半。

同时实现高刷新率和大量扫描线并不容易。所幸,TI 的矩阵 LED 显示驱动器 TLC6983TLC6984 内置了 SRAM 来支持更多多路复用,并可通过缩短灰度 (GS) 数据传输时间来提高刷新率。此外,TLC6983TLC6984 还具有内部倍频器,可通过 SCLK 生成高达 160MHz 的 GCLK,从而能够支持更高的刷新率。基于 TLC6983 的 LED 显示屏设计要求示例应用手册展示了一个显示示例,该示例实现了 7680Hz 刷新率、120Hz 帧率、18 条扫描线和 16 位灰度强度。