全彩LED顯示屏是能夠以數(shù)百萬(wàn)種顏色顯示影像和動(dòng)畫(huà)的顯示屏。不同類型的視頻信源提供的視頻輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后被送入LED顯示屏。整個(gè)顯示屏通常由若干個(gè)正方形或矩形的點(diǎn)陣組成，每個(gè)點(diǎn)陣又由若干個(gè)像素組成。每個(gè)像素由RGB(紅、綠、藍(lán))LED燈管組成，通過(guò)混合這些LED的燈光顏色，就可產(chǎn)生所需的像素信息。LED驅(qū)動(dòng)器相當(dāng)于被處理后的視頻數(shù)據(jù)與RGBLED發(fā)出的彩色燈光之間的接口(圖像就是由這些彩色光線構(gòu)成的。

  從大型LED視頻顯示屏的目標(biāo)應(yīng)用考慮，我們很容易意識(shí)到畫(huà)面質(zhì)量所扮演的重要作用。這個(gè)概念包含以下幾方面的內(nèi)容：

原始圖像的信號(hào)質(zhì)量以及數(shù)據(jù)處理能力是取得良好畫(huà)質(zhì)的前提條件。

顯示屏的大小、分辨率高低、像素間距和LED選擇是決定人眼感受到的畫(huà)質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)。

需要選擇一個(gè)適合的LED驅(qū)動(dòng)器，能夠把處理后的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成所需的彩色和動(dòng)畫(huà)效果。

1、LED顯示屏對(duì)LED驅(qū)動(dòng)器的要求

  在彩色和動(dòng)畫(huà)方面，為取得優(yōu)異的畫(huà)質(zhì)，需要整合多種不同的功能：高幀率、高刷新率、顏色還原精度等。不過(guò)，顯示屏的質(zhì)量不僅指圖像本身，還指解決方案的整體質(zhì)量，例如，抗干擾性和可靠性。因此，所有的彩色LED顯示屏需要選擇技術(shù)精密的LED驅(qū)動(dòng)器：良好的顯色性取決于每個(gè)RGB(以及每個(gè)顏色)的有效亮度：有效亮度越高，顯示的顏色越豐富。合理而精細(xì)地控制亮度需要利用PWM調(diào)光技術(shù)控制大量的亮度。

  高幀率和高刷新率需要高速率地處理大量數(shù)據(jù)。LED驅(qū)動(dòng)器可利用高頻串口和靈活的數(shù)據(jù)格式管理功能滿足這些要求。

  一支或多支LED燈管失效會(huì)影響像素顏色的精度，危及影像的整體視覺(jué)效果，影響系統(tǒng)的畫(huà)質(zhì)。讓顯示屏保持理想視覺(jué)效果需要一個(gè)可靠的LED失效條件檢測(cè)方法。

2、LED驅(qū)動(dòng)器解決方案

  意法半導(dǎo)體擁有各種顯示器和數(shù)字標(biāo)牌LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品，其中STP1612PW05(見(jiàn)圖2)是意法半導(dǎo)體為全彩LED視頻顯示屏專門(mén)研制的LED驅(qū)動(dòng)器。這款產(chǎn)品是一個(gè)16通道LED驅(qū)動(dòng)器，內(nèi)置一個(gè)高頻串行數(shù)據(jù)接口。每路通道的最大輸出電流為60mA，可以通過(guò)一個(gè)外部電阻器調(diào)節(jié)輸出電流，使用一個(gè)8位增益寄存器可以精確調(diào)節(jié)256級(jí)灰度。

  在更低的電流下提高電流精度(通道之間典型值±1.5%)符合LED技術(shù)的發(fā)光效率改進(jìn)要求。實(shí)際上，高能效LED的問(wèn)世讓顯示屏制造商能夠使用更低的電流LED驅(qū)動(dòng)器取得相同的亮度。該產(chǎn)品為每路輸出通道配備了獨(dú)立的可調(diào)PWM亮度控制功能。眾所周知的PWM調(diào)光功能在LED色彩保護(hù)方面的優(yōu)勢(shì)以及4096(12位)或65536(16位)級(jí)可調(diào)亮度，最終可使色差和畫(huà)質(zhì)得到明顯改進(jìn)。

  此外，為進(jìn)一步提升調(diào)光控制功能，該產(chǎn)品還采用了ScrambledPWM模式。PWM總周期基本上覆蓋了很多刷新周期，效果就是像提高調(diào)光頻率而保持調(diào)光分辨率不變，從而降低畫(huà)面閃動(dòng)。

  STP1612PW05內(nèi)置串行接口符合顯示屏的高速數(shù)據(jù)速率和數(shù)據(jù)格式靈活性要求：數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)鐘頻率可高達(dá)30MHz，采用16x16位格式(若亮度選擇4096級(jí)，數(shù)據(jù)格式為6x12位)或壓縮度更高的256位格式。正如前文提到的，一個(gè)抗干擾性強(qiáng)且可靠的LED驅(qū)動(dòng)器可大幅提升系統(tǒng)的總體質(zhì)量。

  當(dāng)發(fā)現(xiàn)失效的LED燈管(開(kāi)路或短路)時(shí)，STP1612PW05會(huì)把檢測(cè)結(jié)果通過(guò)串行接口送到微控制器，從而避免相關(guān)像素的顏色變化或關(guān)閉，保護(hù)圖像的一致性。

  在一幀視頻圖像開(kāi)始時(shí)所有的LED燈管同時(shí)導(dǎo)通，這會(huì)產(chǎn)生上升斜率很大的涌流，這意味著需要很大的輸入電容，寄生通道會(huì)產(chǎn)生振蕩，系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲。把四路連續(xù)輸出組成一組(第1組OUT0、OUT1、OUT2和OUT3;第2組從OUT4到OUT7;按照這個(gè)順序排列下去)，每組之間連續(xù)延時(shí)40ns，使輸出通道的導(dǎo)通時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，這樣可以大幅降低涌流。因?yàn)槿魏卧?/span>(線路斷開(kāi))導(dǎo)致PWCLK時(shí)鐘信號(hào)不存在(PWM計(jì)數(shù)器時(shí)鐘信號(hào)，用于進(jìn)行PWM調(diào)光控制)，這會(huì)讓顯示屏上的所有LED無(wú)限期地導(dǎo)通。

  除影響圖像正確顯示外，這種意外事件還會(huì)燒毀或損壞LED燈管。STP1612PW05內(nèi)置可以激活PWM時(shí)鐘超時(shí)斷開(kāi)的保護(hù)功能：當(dāng)PWCLK信號(hào)消失1秒以上時(shí)，信號(hào)發(fā)生器將被強(qiáng)制關(guān)閉。

  實(shí)現(xiàn)目標(biāo)亮度的LED正向電壓與可設(shè)置的電流隨著LED顏色不同而變化：在紅光、綠光和藍(lán)光三種顏色LED中，紅光LED的正向電壓最低，藍(lán)光LED的驅(qū)動(dòng)電流最低。因此，建議每種燈光顏色使用不同的驅(qū)動(dòng)器。

  每個(gè)LED顯示屏點(diǎn)陣是由16個(gè)像素組成，每個(gè)像素是由4支彩色LED燈管(1支紅的、1支藍(lán)的、2支綠的)組成。16支相同顏色的LED由一顆STP1612PW05驅(qū)動(dòng)。LED電源電壓(VLED)的選擇是在幾個(gè)通常是對(duì)立的需求之間的一種平衡考量。VLED電壓應(yīng)該足夠高，使LED能夠保持正確的通態(tài)，但是應(yīng)最大限度地降低LED驅(qū)動(dòng)器的電流發(fā)生器的電壓降，否則會(huì)引起無(wú)用的功耗，并導(dǎo)致芯片和系統(tǒng)過(guò)熱。

  全彩LED顯示屏的色彩質(zhì)量的是鑒定產(chǎn)品好壞最直觀。LED顯示屏技術(shù)在前段時(shí)間得到進(jìn)一步的發(fā)展，這是非常鼓舞人心的事情，我國(guó)LED顯示屏雖然占據(jù)全球的80%的市場(chǎng)，然而引領(lǐng)顯示屏的發(fā)展并非在我國(guó)，為此，深圳LED廠家都是積極的做好LED技術(shù)的發(fā)展。