ZHCAE51 June 2024 TLC6983
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。
直接 | 时分多路复用 | |
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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 TLC6983 和 TLC6984 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,TLC6983 和 TLC6984 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。