在科技高度發(fā)展的今天，電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來(lái)越快，LED燈的技術(shù)也在不斷發(fā)展，為我們的城市裝飾得五顏六色。對(duì)驅(qū)動(dòng)芯片有更深入的認(rèn)識(shí)，可以使我們LED顯示屏的性能及壽命有更清晰的評(píng)估。現(xiàn)在，越來(lái)越多的屏廠(chǎng)工程師，在進(jìn)行驅(qū)動(dòng)芯片導(dǎo)入時(shí)，開(kāi)始關(guān)注芯片本身的工作環(huán)境及工作方式。

譬如，驅(qū)動(dòng)電流的一致性，REXT電壓的一致性，芯片VDD尖峰，驅(qū)動(dòng)端口的波形等等。LED顯示驅(qū)動(dòng)端口振蕩現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)芯片的OUT驅(qū)動(dòng)端口，直接與LED燈相連，是驅(qū)動(dòng)芯片最核心的部分。鑒于振蕩給LED顯示屏帶來(lái)的諸多危害，本文將針對(duì)某些驅(qū)動(dòng)芯片存在的端口振蕩問(wèn)題做簡(jiǎn)單介紹，并分析其產(chǎn)生的原因及改善方式。

測(cè)試方法

電源為5V40A電源，帶單個(gè)模組。模組正常點(diǎn)亮，用示波器探頭，接地端連接模組地線(xiàn)接入口，探頭接觸驅(qū)動(dòng)芯片的驅(qū)動(dòng)端口。

測(cè)試結(jié)果

市場(chǎng)某主流驅(qū)動(dòng)芯片在干擾較大的模組上(譬如P10靜態(tài)等)，出現(xiàn)了端口振蕩現(xiàn)象。

SM16016/SM16026在干擾較大板型上，沒(méi)有出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象

某主流IC在干擾較大板型上，出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象

振蕩的危害

端口的振蕩，帶來(lái)了諸多危害：

顯示效果差

芯片內(nèi)部的恒流反饋環(huán)路，在穩(wěn)定的工作狀態(tài)下，才能達(dá)到理想的恒流效果。端口振蕩，芯片無(wú)法達(dá)到恒流。更需說(shuō)明的是，此類(lèi)易振蕩的芯片，在低灰時(shí)，仍然會(huì)有振蕩發(fā)生，嚴(yán)重影響低灰效果。對(duì)一致性要求較高的全彩屏而言，屏廠(chǎng)花了恒流芯片的錢(qián)，比用了恒壓芯片甚至更差的效果。

LED燈的使用壽命大幅度降低

從振蕩波形可知，LED燈的負(fù)極一直在電壓差為2V，頻率20MHz左右的類(lèi)正弦波下工作。較大的電源尖峰、瞬態(tài)大電流、持續(xù)極高頻的開(kāi)關(guān)會(huì)降低LED燈的使用壽命。

電源波動(dòng)大，降低電源壽命

如果5V40A電源滿(mǎn)負(fù)載工作，即40A電流負(fù)載，那么對(duì)于電源來(lái)講，電流變化將是安培級(jí)電流在20MHz左右持續(xù)振蕩。直流電源輸出端電容，在較高頻率的大電流波動(dòng)下，等效內(nèi)阻發(fā)熱，降低壽命，進(jìn)而造成更大的模組尖峰。損壞的不僅僅是電源，而是模組上所有的元器件及驅(qū)動(dòng)芯片。

EMI超標(biāo)

持續(xù)頻率20MHz的類(lèi)正弦波，每個(gè)驅(qū)動(dòng)端口的電流變化在0mA到40mA左右，電源則是安培級(jí)電流在20MHz左右持續(xù)振蕩。這樣會(huì)導(dǎo)致整個(gè)箱體，在20MHz左右頻率點(diǎn)上的dBuV值疊加，最終導(dǎo)致EMI在該頻率點(diǎn)易超標(biāo)準(zhǔn)。

模組電容異響

電容響聲往往是由于電容發(fā)熱損壞造成。同理于電源電容，端口振蕩會(huì)更易造成電容損壞并發(fā)出異響。

振蕩的原因及防范措施

振蕩原因

以恒流源驅(qū)動(dòng)芯片應(yīng)用方案為例解釋OUT端口振蕩現(xiàn)象。

系統(tǒng)應(yīng)用圖(含寄生參數(shù))

電感L0、L1……LN是系統(tǒng)電源走線(xiàn)上的寄生電感，電容C0是走線(xiàn)寄生電容。

系統(tǒng)電源VIN上電時(shí)，OUT端口電壓下降超過(guò)LED燈電壓降后，OUT端口開(kāi)始輸出電流，寄生電感L0~LN上的電流發(fā)生變化，因此系統(tǒng)電源走線(xiàn)上的電壓出現(xiàn)紋波。

上圖中，OUT端口輸出電流開(kāi)啟，端口寄生電感L上產(chǎn)生電壓突波，同時(shí)電源VIN存在電壓紋波，因此芯片OUT端口出現(xiàn)較大幅度的電壓紋波。

LED顯示屏上所有的LED燈同時(shí)被點(diǎn)亮，即屏上所有驅(qū)動(dòng)端口開(kāi)啟輸出電流，在此瞬間OUT端口的電壓紋波來(lái)源：1)芯片OUT端口寄生電感產(chǎn)生OUT端口電壓紋波;2)各條電源或者地線(xiàn)上的寄生電感導(dǎo)致系統(tǒng)電源VIN上產(chǎn)生電壓紋波，串聯(lián)傳輸至芯片OUT端口。

另外，增加驅(qū)動(dòng)端口響應(yīng)時(shí)間的做法，會(huì)造成低灰顯示效果差的問(wèn)題。

防范措施

從上述分析可知，避免端口振蕩的措施為：

1， 驅(qū)動(dòng)芯片穩(wěn)定性：更換穩(wěn)定性更好的驅(qū)動(dòng)芯片，從源頭上避免振蕩出現(xiàn)。

2， 模組走線(xiàn)優(yōu)化，減少寄生電感：盡量采用地線(xiàn)，電源線(xiàn)鋪銅的方式，但是受限于板上空間限制，改善空間不大。

3， 模組電容加大：會(huì)帶來(lái)成本的增加。

結(jié)語(yǔ)

由于市面上某些驅(qū)動(dòng)芯片的內(nèi)部穩(wěn)定性較差，在板上寄生電感影響下，出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)端口振蕩的問(wèn)題。這樣會(huì)導(dǎo)致顯示效果差、縮短LED燈及電源壽命、更高的EMI、電容異響等問(wèn)題。

采用穩(wěn)定性較高的驅(qū)動(dòng)芯片能夠避免出現(xiàn)端口振蕩問(wèn)題。相信在未來(lái)的科學(xué)技術(shù)更加發(fā)達(dá)的時(shí)候，LED會(huì)以更加多種類(lèi)的方式為我們的生活帶來(lái)更大的方便，這就需要我們的科研人員更加努力學(xué)習(xí)知識(shí)，這樣才能為科技的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。