- 分析并提出恒流驅動電路的設計方式
- 分析LED顯示屏常規(guī)驅動電路的設計
- 發(fā)現(xiàn)常規(guī)型驅動電路存在的缺陷
- 提出LED顯示屏恒流驅動電路的設計方案
1、引言
LED顯示屏是80 年代后期在全球迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體，它利用發(fā)光二極管構成的點陣模塊或像素單元，組成大面積顯示屏幕，以其可靠性高、使用壽命、環(huán)境適應能力強、性能價格比高、使用成本低等特點， 在信息顯示領域已經得到了非常廣泛的應用。
LED顯示屏主要包括發(fā)光二極管構成的陣列、驅動電路、控制系統(tǒng)及傳輸接口和相應的應用軟件等，其中驅動電路設計的好壞， 對LED 顯示屏的顯示效果、制作成本及系統(tǒng)的運行性能起著很重要的作用。所以，設計一種既能滿足控制驅動的要求， 同時使用器件少、成本低的控制驅動電路是很有必要的。本文就常規(guī)型驅動電路的設計作些分析并提出恒流驅動電路的設計方式。
2 、LED顯示屏常規(guī)驅動電路的設計
LED 顯示屏驅動電路的設計，與所用控制系統(tǒng)相配合，通常分為動態(tài)掃描型驅動及靜態(tài)鎖存型驅動二大類。以下就動態(tài)掃描型驅動電路的設計為例為進行分析：
動態(tài)掃描型驅動方式是指顯示屏上的4行、8行、16行等n 行發(fā)光二極管共用一組列驅動寄存器， 通過行驅動管的分時工作，使得每行LED的點亮時間占總時間的1/n ，只要每行的刷新速率大于50Hz，利用人眼的視覺暫留效應，人們就可以看到一幅完整的文字或畫面。
常規(guī)型驅動電路的設計一般是用串入并出的通用集成電路芯片如74HC595或MC14094 等作為列數(shù)據(jù)鎖存，以8050 等小功率NPN 三極管為列驅動，而以達林頓三極管TIP127等作為行掃描管，其電路如圖1 所示。
圖2 工作時序圖
3、常規(guī)型驅動電路存在的缺陷
(1) 當某一行行驅動管有效時，該行所對應的所有LED發(fā)光二極管的點亮電流都將流過該行驅動掃描管，而一行中點亮LED管子的多少隨所要顯示的文字或圖形而不斷改變，所以行掃描管中流過的電流有較大的變化，將使其管壓降有所改變；
(2) 點亮LED管子的多少而引起電流的變化也將影響到電源電壓值的波動，由此將影響到第一行LED管子兩端的電壓，使其隨不同的顯示文字或圖形不斷波動，影響了整個顯示屏亮度的均勻性。
4 、LED顯示屏恒流驅動電路的設計
圖3
圖3 給出了發(fā)光二極管的相對亮度與其中流過的電流之間的關系，從曲線中可以看出: 在一定的正向電流工作范圍內，其發(fā)光亮度與其中流過的電流近似成正比，屬于電流驅動型器件。所以只要能保證每個L ED 發(fā)光管中流過的電流為一常數(shù)，就能保證其亮度一致。
而從常規(guī)型驅動電路的工作原理中可以看出，由于其行、列驅動管都工作在飽和狀態(tài)，無法控制其電流的大小，所以外加電源電壓的波動、行掃描驅動管管壓降的改變等，就直接影響L ED 發(fā)光管中流過的電流，也即改變了其顯示亮度。如果將列驅動管由飽和狀態(tài)改為線性放大狀態(tài)， 變成恒流型驅動，就可以消除由上述因素造成的顯示屏亮度不均允的現(xiàn)象。列恒流型驅動電路見圖4。
在電源電壓VDD 穩(wěn)定時，74HC595 的高電平輸出電壓V 也很穩(wěn)定，如電源電壓VDD為6V 時，V = 5.9V。所以當74HC595 的某一位輸出為高電平時， 其對應列的L ED 將被點亮，且其中流過的電流近似為：
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用這種列恒流驅動方式工作，可以做到不管一行中LED管子點亮數(shù)的多少，其行驅動管的管壓降雖然仍有變化，電源電壓VCC也可以有所改變， 由于每個LED發(fā)光二極管中流過的電流恒定不變， 從而保證了LED 顯示屏亮度的均允性。
圖4 列恒流型驅動電路
總結
本文主要是對LED顯示屏恒流驅動電路的設計分析的技術文章，通過本文我們可以從中學到LED顯示屏常規(guī)驅動電路的設計，常規(guī)型驅動電路存在的缺陷以及LED顯示屏恒流驅動電路的設計等方面的技術知識。通過本文，廣大的電子工程師們一定能從中選擇合適的ED顯示屏恒流驅動電路的解決方案。
