LED屏幕设计及发展趋势（3） - 全文

关键词： LED屏幕

上接LED屏幕设计及发展趋势（2）

作者：LED-文子

（一）1/8扫描单双色屏幕参考设计

1/8扫描设计主要是设计应用在不需要太高灰阶等级的单双色屏幕，比如多用于数字图形显示，车站、码头、银行汇率牌，条形字符屏幕。1/8扫描相对于静态显示CYT62726使用量减少了8倍，降低设计成本是采用扫描设计方式的主要原因。

1/8扫描设计数据、时钟、锁存、使能传送方式是和静态设计是一样的，为了提高刷新率，传送数据量会增加数倍。显示灰阶度降低可以降低数据传送量，这能是采用扫描方式设计的原因之一。

1/8扫描需要增加A0-A2扫描选通线，A0-A2译码讯号是控制器送出的，在1/8扫描要增加74HC138译码，74HV138是3/8译码器，在每帧单位时间内，B0-B7会按次序选通一次，在单位时间1S钟内B0-B7分别占用（1/8）S时间。

每当B0-B7被选通，其中被选通点亮的LED数据被移位到该像素，并锁存和使能（执行显示）。

CYT62726的16个端口驱动其中B0-B7选通线中共8颗LED，相对应8个单一颜色像素点，IC驱动电流是8颗LED电流的总和。

74HC138选通讯号驱动PMOS打开和关闭B0-B7选通线，PMOS驱动能力与选通线B0-B7连接LED数量有关系，是整个选通线上LED电流总和，通常选择4953，但是要注意实际驱动能力。原理图限于篇幅后面被省略，B0-B7选通线还可以向后级延伸。

在1/8扫描设计中，CYT62726是多片级联方式，CLK、LE、OE是并行传送结构，在数据传递中需要增加74HC245来提高驱动能力，一般建议3-6片CYT62726设置1片74HC245，原理图限于篇幅后面被省略，CYT62726级联数量还可以向后级延伸设计。SD数据是串行传递方式，有足够的驱动能力，现有的屏幕设计多是经过74HC245，也可以不经过74HC245，这样可以减少SD数据延时时间。

因1/8扫描总的驱动电流较大，在5V电源设计情况下，红色LED正向电压较低，需要增加电阻分担CYT62726功耗。若同时串接2颗红色LED就不需要设置电阻。蓝、绿色也不需要增加电阻。其它设计方式请注意功耗问题，因实际情况而定。

2011-5-20 14:33:49 上传

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编号

 

型号

 

名称

 

参数

 

数量

 

品牌/备注

 

1

 

U3

 

集成电路

  CYT62726B-SSOP24-1mm
 

1

 

CYT

 

2

 

U1

 

集成电路

  74HC245
 

1

 


 

3

 

U2

 

集成电路

  74HC138
 

1

 


 

4

 

C1

 

电解电容

 

1000uF
25V
±20%+80%

 

1

 


 

5

 

C2,C3,C4

 

陶瓷电容

  0.1uF
25V
±10%
X7R
0805
 

4

 


 

6

 

R1,R2,R19

 

电阻

  10Ω
±1%
1/8W
MF
0805
 

4

 


 

7

 

R20

 

电阻

  - Ω
±1%
1/8W
MF
0805
 

3

 


 

8

 

R3-R18

 

电阻

  100Ω
±1%
1/8W
MF
0805
 

16

 


 

9

 

Q1-Q4

 

P-MOS

  CYT4953
SOP8
 

4

 


 

10

 

R、G、B

 

发光二极管

  -
 

-

 

-

 

护栏灯参考设计

护栏管灯是户外轮廓装饰灯具的一种。数据传送格式与静态屏幕一样，不同的地方是输出驱动多颗LED。

LED护栏管灯大多采用12-15V电源电源供电，每个端口驱动3颗LED，每米护栏灯采用3片CYT62726，也可以设计1/3或2/3米段。

VCC供电采用电阻降压，稳压二极管稳压获得，也可以采用其它方式设计，比如78M05三端稳压器。

红色LED正向电压较低，落在IC上功耗较大，建议建议采用三极管钳位。

在线路中采用MMBT3904组成电压钳位线路，当然也可以选择其它型号的三极管，三极管的选择不会太严格，要求β＞100以上即可，这样b极提供很少的电流就可以正常工作，恒流误差也会很小。我们都知道三极管工作时，电流e≈c ，e极是b和c极电流总和，β值越大需要建立钳位驱动三极管的电流越小，e和c之间的电流误差也越小。

B极采用1N4617稳压在2.4V左右，如果线路可以提供稳定的供电电压，这里也可以电阻分压获取，当电源电压在12-48V不确定时候，或者不能保证电压稳定的时候，建议采用稳压二极管钳位。稳压二极管允许有一定的误差范围。三极管b极被限定在2.4V左右，我们知道e极电压是b减去结电压，落在CYT62726上面大约在1.0-1.5V之间。CYT62726驱动接口输出电流增加时会拉低电平，进而打开三极管，反之CYT62726输出关闭，三极管也关闭，所有的高电压都会承受在三极管上面。

在这里需要注意的是三极管，最大承受的功率不要大于自身最大耗散功率。贴片后可以增加铜箔散热，铜箔为了更好的散热可以将绿油层部分打开。

最大承受功率可以按下面公式计算：

2011-5-20 14:38:04 上传

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式中：n是实际LED数量；Vf是LED正向电压；1.5是正常的IC维持工作电压；Vcc是实际设计产品电压；Ic是输出驱动电流值，Pcm值就是我们需要计算的作为选择三极管的最大耗散功率。当电源电压高出17V很多时，建议在VCC端增加一个稳压管。

2011-5-20 14:33:50 上传

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编号

 

型号

 

名称

 

参数

 

数量

 

品牌/备注

 

1

 

U2,U3,U4

 

集成电路

  CYT62726B-SSOP24-1mm
 

3

 

CYT

 

2

 

U1

 

集成电路

  74HC245D
 

1

 

NXP

 

3

 

C1

 

电解电容

 

1000uF   25V  ±20%+80%   

 

1

 

 

4

 

C2,C3,C4

 

陶瓷电容

  0.1uF   
25V

±10%
X7R
0805
 

3

 

国巨

 

5

 

R1,R3,R5,R7

 

电阻

  10Ω     ±1%
1/8W MF
0805
 

4

 

国巨

 

6

 

R2,R4,R6

 

电阻

  - Ω     ±1%
1/8W MF
0805
 

3

 

国巨

 

7

 

Q1-Q16

 

三极管

  MMBT3904  SOT23
 

16

 

ST

 

8

 

D1-D4

 

稳压二极管

  ZY-5.1   5.5V   DO-213AA
 

4

 

 

9

 

D5-D20

 

稳压二极管

  IN4617UR  2.4V   DO-213AA
 

16

 

-

 

10

 

R、G、B

 

发光二极管

  -
 

-

 

-

 

屏幕驱动芯片耐压是很重要的，一般屏幕虽说供电只有5V，可是显示内容变化剧烈，因此而产生的电压峰峰值（Vp-p）远比我们想象的要高。开关电源

本身就有峰值电压，与选择电源有很大的关系，但是客户允许的售价限制我们的电源选择水平，这里告诉大家开关电源是其中因数之一。对减小纹波，屏幕PCB布线也非常关键，这是个很赫手的问题，需要有专门的PCB 工程师。屏幕电源分布供电情况，也是重要的因数。

受上述因数影响，电压峰峰值（Vp-p）计算是复杂的，从应用角度实测，静

态屏幕通常大约在7-9V之间。扫描屏幕大概在10-13V之间，扫描屏幕电压峰峰值升高和扫描屏幕开关速度提高有密切关系，传输速率提升，提高LED开关速度，同时也提升电压波动变化率，电压峰峰值也会提高。

前面讲过最开始是采用74HC595设计屏幕，后来发现耐压只有9V（5V低压工艺）设计的74HC595会因此损坏，分析认为是电压峰峰值所致，在屏幕的发展过程中不断的提高输出端口的耐压，彻底的解决了这个问题。这些年有部门公司设计16通道IC，采用了耐压9V的设计，在部分屏幕使用没有问题（多是静态屏幕），可是有些公司的LED屏幕上使用损坏率很高（大多是扫描屏幕或PCB设计差异），问题源于此。

2011-5-20 14:33:50 上传

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近年来部分公司设计出网格装的屏幕，这种长距离细线径供电方式，电压峰峰值（Vp-p）尤为突出，部分波峰电压高达15V以上，致使多款屏幕驱动芯片在网格屏幕上，显露出耐压不足情况。16通道恒流驱动器还会用到屏幕以外的LED装饰领域，比如护栏管等，设计供电电压在12V以上，这些设计电压峰峰值（Vp-p）也会高达15V左右，甚至更高。因此驱动芯片输出端口耐压是非常重要的参数。