“不可小覷”LED顯示驅(qū)動(dòng)的交流響應(yīng)

引言

LED驅(qū)動(dòng)芯片有一個(gè)重要的特性——交流響應(yīng)，而奇怪的是它常常被忽略。交流響應(yīng)影響著LED顯示器的很多影像品質(zhì)，如EMI、線性度、灰階、信賴性。雖然這些特性彼此間有著不可剝離的取舍關(guān)系，但是一片好的驅(qū)動(dòng)芯片是能夠在這些特性中游刃有余并且取得較佳的平衡。本文將著重探討交流響應(yīng)在LED驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)時(shí)的重要性，以及在此基礎(chǔ)上的LED驅(qū)動(dòng)芯片與電路板設(shè)計(jì)技術(shù)，以協(xié)助設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)影像良好的顯示器。

1 最短OE脈波寬度及線性度

每一個(gè)顏色超過1024個(gè)的灰階已經(jīng)成為L(zhǎng)ED全彩顯示器的基本規(guī)格，幾乎成為行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)了，而制造商們往往需要更多灰階的驅(qū)動(dòng)芯片，以表現(xiàn)出更豐富的色彩。灰階數(shù)的多寡由OE的最短脈波寬度及反應(yīng)時(shí)間(tr/tf)決定的，但許多驅(qū)動(dòng)芯片往往為了縮短OE脈波寬度而犧牲了線性度(所謂線性度就是輸入數(shù)據(jù)與輸出亮度間的關(guān)系)。例如圖1中，OUTn的輸出電壓波形比OE脈波寬度還要來得短，其線性度關(guān)系如圖2所示。很明顯地可以看到，LED亮度與OE脈波寬度的設(shè)定不成正比，特別是在OE脈波寬度低于0.1us時(shí)，此時(shí)的線性度不佳。

圖1 OE脈波寬度與OUTn輸出電壓波形之間的關(guān)系

圖2 LED亮度與OE脈波寬度的關(guān)系

目前市面上對(duì)最短OE脈波寬度的定義眾口不一，一些芯片制造商將輸出端可以反應(yīng)的時(shí)間定義為最短OE脈波寬度，可是，如果是這樣的定義就會(huì)忽略掉對(duì)于線性度的影響。因此還是需要加以實(shí)際量測(cè)線性度才能確保芯片能夠表現(xiàn)出足夠的灰階數(shù)。

2 抑制輸出突波

LED驅(qū)動(dòng)芯片管腳關(guān)閉瞬間產(chǎn)生的電壓突波，經(jīng)常不小心導(dǎo)致芯片損壞，這也直接影響了顯示器的信賴性。此一電壓突波是來自于VLED和OUTn之間的寄生電感所產(chǎn)生的，圖3及圖4中說明了此突波的實(shí)驗(yàn)方式與結(jié)果。在此實(shí)驗(yàn)中，刻意加入一個(gè)電感L1，以仿真實(shí)際電路中的寄生電感，并勾取圖3中CH1~CH3三個(gè)節(jié)點(diǎn)上的電壓波形以示波器觀察，其波形如圖4所示。從圖4中可以看到在輸出管腳(CH3)上的電壓達(dá)到26.6V之高，遠(yuǎn)高于驅(qū)動(dòng)芯片的耐壓。