LED屏幕驅動技術中的奧秘: 交流響應

    LED驅動器的交流響應特性經(jīng)常被忽略，但卻是相當重要的一個特性。交流響應影響LED屏幕(LED顯示屏)的影像品質，如灰階、線性度、EMI、信賴性。雖然這些特性彼此間有取捨關係，但是好的驅動器應該能夠在這些特性中取得較佳的平衡。本文將探討交流響應的重要性及LED驅動器與電路板設計技術，以協(xié)助工程師設計出影像品質良好的顯示屏。 

最短OE脈波寬度及線性度

    每個顏色超過1024個灰階已經(jīng)成為LED全彩顯示屏的基本規(guī)格，為了表現(xiàn)更豐富的色彩，制造商們需要能夠表現(xiàn)更多灰階的驅動器。而OE的最短脈波寬度及反應時間 (tr / tf) 決定了灰階數(shù)的多寡。但是許多驅動器往往為了縮短OE脈波寬度而犧牲了線性度，所謂線性度就是輸入資料與輸出亮度間的關係。例如圖一中，的輸出電壓波形比OE脈波寬度還要來得短，其線性度關係如圖二所示。很明顯地可以看到，LED亮度與OE脈波寬度的設定不成正比，特別是在OE脈波寬度低于0.1us時，此時的線性度不佳。

Fig. 1 OE脈波寬度與輸出電壓波形之間的關係

Fig. 2 LED亮度與OE脈波寬度的關係

    目前市面上對于最短OE脈波寬度有許多不同的定義。有IC制造商將輸出端可以反應的時間定義為最短OE脈波寬度，但僅僅這樣的定義會忽略掉對于線性度的影響。因此還是需要加以實際量測線性度才能確保IC可以表現(xiàn)足夠的灰階數(shù)。

抑制輸出突波

    當LED驅動器管腳關閉瞬間產生的電壓突波，經(jīng)常導致IC損壞，這也影響了顯示屏的信賴性。此一電壓突波是來自于VLED 和 OUTn之間的寄生電感所產生的，在圖三及圖四中說明了此突波的實驗方式與結果。在此實驗中，我們刻意加入一個電感L1以模擬實際電路中的寄生電感，并勾取圖三中CH1~CH3三個節(jié)點上的電壓波形以示波器觀察，其波形如圖四所示。從圖示中可以看到在輸出管腳(CH3)上的電壓達到26.6V之高，遠高于驅動器的耐壓(17V)。

Fig. 3 The circuit of overshoot experiment