领导的驱动电路

就像几十年前晶体管取代真空管一样，另一种固态装置 - - - - - -领导——正在取代玻璃容器内的电子组件——白炽灯和荧光灯。具领导有这些旧式光源无可比拟的优势,就像晶体管胜过真空管一样:外形小巧,可靠性高,维护简单,防振动且耐冲击,效率高。领导还具有开关时间快和色彩纯正的优点,因此能确保精确控制亮度和颜色。根据Haitz”定律的推测,导致单位流明的成本每十年就会降低90%,这意味着其每年的应用前景将更趋广阔。

尽管近年来取得了长足进步,但领导本身也有其固有的使用局限。本文探讨了如何使领导驱动电路充分发挥领导的优势,避免其自身的劣势,并简化系统设计。

同一制造商生产的同一型号的领导在亮度,颜色和正向电压方面会有显著区别。亮度范围（照明效率）可达到 5:1，最高甚至可达 10:1。正是因为工艺变化如此显著,所以制造商通常会根据效率,颜色和正向电压对多种等级的领导进行分区(排序)。即使是分区内部的差异也可以目测，因为分区宽度最大可达分区中点的 40%。为限制这些关键特性的扩散,用户通常只会从一家供应商那里购买了,但这么做会产生供货风险。

与同一制造商提供的同类领导之间的差异相比,不同制造商提供的领导之间,以及不同类型的领导(如不同的颜色)之间存在更为显著的差异。

此外,温度变化也会显著影响了的颜色和照明效率。与蓝色和绿色LED相比,这些参数的变化在琥珀色和红色LED上尤为突出,所以全彩色显示屏和混色照明系统的色平衡会不断变化。为使显示屏和照明系统内的色彩更平衡、更稳定，系统必须根据温度变化的影响，提供初始校准、持续的重新校准和补偿功能。

除了这些工艺变化和温度影响外，有些参数还会随工作电流的变化而变化。随着电流的增加,红色和黄色LED的峰值波长会增大,但蓝色和绿色LED的峰值波长会减小。同样，照明效率也并不具有线性特征，而是会随电流的增加而降低。所以,最好使领导保持恒定电流,并通过在占空比不同时开关领导来改变亮度。通常采用脉宽调制(PWM)和类似的技术,在不改变波长的条件下控制亮度。

PWM调光范围是最亮光量值与最暗光量值的比率,它等于PWM周期与最小脉宽的比率。在混色应用中，颜色组分的调光比组合决定了能显示的色彩数量。例如,快板™A6281的每个领导通道有一个10位PWM,因此能使亮度级达到1024。红色/绿色/蓝色像素有 10243 种或十亿多种颜色组合。

PWM的重复速率应该比肉眼能看到的还要快,一般至少为200 Hz。在需要对显示屏进行拍照或摄录的应用中,PWM周期必须比相机/摄影机的曝光时间短。为响应500赫兹或更快重复速率,这可能只毫有2秒或更短。当每个PWM间隔内有1024个时隙时,时钟频率必须达到500千赫或更大。A6281的内部时钟能以800 kHz的频率工作,也可在外部以最大5 MHz的频率计时。

最后,会随使用年限而发生变化。虽然领导能持续使用50000 - 100000小时,但随着晶粒退化和密封胶失去透明度,它们的亮度会逐渐减弱。在白色中,荧光体也会退化,从而造成亮度减弱和颜色偏移。以不同速度退化的不同材料会产生不同的颜色,所以随领导着亮度的减弱,色平衡也会发生变化。采用光敏元件提供的反馈增加驱动电流的闭环系统，能补偿产品老化导致的性能变化，并能根据温度影响进行初始校准和补偿。

理想的解决方案是，分别进行校准（不常进行）和刷新快速变化的图像数据。A6281具有单独的可保留图像数据的寄存器,它能控制脉宽调整器和校准数据,后者可控制能调节领导电流的7位D / A变换器。因此,使用DAC转换器可按需要设置色平衡和日间/夜间亮度,设置操作可独立于图像数据的显示,以确保对领导进行脉宽调制。

在大型分布式系统中,例如c建筑的淡入显示屏,要沿整个系统为时钟信号布线十分困难。在每个像素位置集成一个本机PWM振荡器可简化系统设计。由于像素PWM时钟未同步,所以总峰值电流比同步系统中的小。如果需要对驱动器进行同步,可采用单独的外部信号为A6281的字符串计时。

在大型建筑体形的系统中，像素之间的距离可达 1 米或几米。A6281具有缓冲区以重新生成数据,并控制电缆上的下个像素的信号。这些特征可确保几百个A6281在数百米长的电缆上工作。

A6281可简化系统设计的其他特征还包括:

• 集成的5 V逻辑调节器能使LED电源的电压最低下降17 V。较高的领导电源电压可确保多个同色叠领导放以增加亮度。
• 小型封装尺寸:3毫米x 3毫米QFN封装。
• 宽温度范围(-40 - + 85 C)加温度保护。
• 电流强度超过(每通道150 mA)其他3 -通道驱动器,以确保在白天完全可见。

A6281是现代领导驱动器的典范,它能精确控制领导并帮助补偿因温度,老化和工作电流的变化产生的差异。随着领导的技术的不断进步,驱动器将越来越先进。

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