LED显示屏中驱动芯片有哪些类型?各有什么特点?
2025-03-20
LED显示屏的显示过程中,LED屏中的驱动芯片可以控制屏中每个 LED 的发光情况(亮、灭、亮度)来驱动 LED 显示屏按照预定的形式进行显示。 因此LED显示屏驱动芯片性能的好坏对显示屏的显示质量起着至关重要的作用。但是由于 LED 是电流特性器件,即在饱和导通的前提下,LED的亮度随其电流的变化而变化,不随其两端电压的变化而变化,因此,驱动芯片一般采用恒流源 驱动方式。恒流源驱动方式可保证 LED 的稳定驱动,消除 LED 的闪烁现象。 同时由于 LED 具有快速时间响应特性,所以可采用脉冲方式驱动 LED 发光。LED行业中通常使用 PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)来实现亮度和灰度的控制。 LED 的亮度与流过它的电流大小相关,LED的灰度与电流的导通时间长短相关。电流的导通时间越短,灰度越低,亮度也越低。
驱动芯片通过控制单位时间内 LED 的电流的导通时间长短来实现不同的灰度,LED 的灰度与扫描周期内的导通时间成正比,所以灰度等级 是通过控制 LED 导通时间与扫描周期的比值来实现的。另外,灰度等级由驱动芯片支持的灰度数据位数决定,比如16位驱动芯片的灰度等级是 65 536。 LED显示屏中驱动芯片根据显示效果可分为通用芯片、双锁存芯片和 PWM 芯片三种,下面分别介绍一下: 1、使用通用芯片 通用芯片是根据 LED 的发光特性而专门设计的驱动芯片,如下图所示,用于 LED 显示屏的驱动,具有输出电流大、恒流等特点,适用于对电流要求大的场合,通用芯片可以为 LED 显示屏提供高精度的恒流源,保证各信道 LED 发光质量的均衡,满足人眼对光感差异的需求,保证均匀画质输出。针对不同行业,通用芯片还可以增加一些特殊功能以满足用户需求,如电流增益调节、点检等功能。 但是使用通用芯片的 LED 显示屏经常会出现“鬼影”“毛毛虫”、因刷新不足导致的频闪线、晃动及因低对比度导致的画面色彩失真、亮度明暗不均等显示问题,这些显示问题都会使 LED 显示屏的显示效果大打折扣。
2、使用双锁存芯片 LED显示屏随着技术发展,在通用芯片的基础上,双锁存芯片增加了一个缓存空间。通用芯片只有一个缓存空间,当传输低灰度数据(OE宽度很窄,实现亮度很低)时,通用芯片需要等待数据传输完成才能进行显示输出,使LED显示屏亮度有效率比较低。而双锁存芯片增加了一个缓存空间,专门用来缓存数据,使用双锁存芯片这样可以将亮度有效率提高。LED显示屏使用双锁存芯片满足了用户对高刷新率、高亮度有效率和消隐功能的需求,但是双锁存芯片的缺点是拍照效果比较差,双锁存芯片如下图:
3、使用PWM 芯片 LED显示屏使用PWM 芯片,如下图所示,PWM 芯片时在通用芯片的基础上增加了 RAM 模块,用于 16bit 数据位移缓存。PWM 芯片通过缓存的灰度数据和灰度时钟共同作用,将LED导通的时间平均分成数个较短的导通时间且保持灰度等级精度不变,不仅提高了刷新率,还降低了对控制器发送灰度时钟的要求,使视觉刷新频率得到很大提高,进而使 LED 显示屏画面闪烁次数降低。内建的PWM 高刷新算法,具备高视觉刷新频率、高灰度等级和高利用率等特点。
PWM 芯片与双锁存芯片和通用芯片相比,其带载宽度更大、更宽。PWM 芯片内部自带存储器,其内部的芯片面积比双锁存芯片和通用芯片大4倍,但PWM芯片的价格也比双锁存芯片和通用芯片高很多。PWM 芯片可将一帧数据缓存,通过“乒乓操作”交替显示。该设计的缺点导致画面显示延迟一帧画面的时间。 目前,LED 显示屏驱动芯片的市场集中度很高,且芯片产品的技术较为成熟,国际大厂主导市场的局面随着中国驱动芯片设计企业市场竞争力的提升得到改变。 首先,集创北方、日月成、士兰微 、明微、富满、视芯等企业凭借其独有的芯片制造工艺和全产业链的成本控制,实现了可靠的产品性能和超低的产品价格,使其芯片产品在竞争激烈的 LED 显示屏领域占有较高的市场份额。 其次,部分中国台湾地区企业,如聚积科技、明阳,凭借强大的资金、研发实力、坚实的专利技术积累、先进的芯片制造工艺水平,在 LED 显示屏领域有较强的市场竞争力和较高的市场份额,并在高端驱动芯片领域处于主导地位。 最后,一些传统驱动芯片厂家,如德州仪器 、东芝,在 LED 显示屏驱动芯片领域发展较早,专利技术优势明显,但是在价格和产品性能方面优势不明显,故其市场份额在持续萎缩。
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