如何消除彩色LED顯示系統(tǒng)中的假像電流
發(fā)布時(shí)間:2008/8/25 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):497
復(fù)用led驅(qū)動(dòng)器有助于提高效率,降低成本;然而設(shè)計(jì)復(fù)用led電路比較棘手。設(shè)計(jì)不好的電路會(huì)在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生不需要的led電流和假像。本應(yīng)用筆記詳細(xì)介紹了與復(fù)用led相關(guān)的問(wèn)題,解釋怎樣利用max6972–max6975系列脈沖寬度調(diào)制led驅(qū)動(dòng)器消息電路板來(lái)克服這些問(wèn)題。
max6972–max6975是恒流led驅(qū)動(dòng)器,用于高速彩色和視頻顯示電路板。max6972/max6973可直接驅(qū)動(dòng)16個(gè)led,或者32個(gè)復(fù)用led,而max6974/max6975可直接驅(qū)動(dòng)24個(gè)led,或者48個(gè)復(fù)用led。復(fù)用工作的好處是加倍了每個(gè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的led數(shù)量,因此,切實(shí)降低了成本。
然而,設(shè)計(jì)不好的led復(fù)用電路會(huì)產(chǎn)生假像。led處于關(guān)斷狀態(tài)(即,沒(méi)有電流流過(guò)),當(dāng)雜散電流流過(guò)led時(shí)會(huì)出現(xiàn)假像;這導(dǎo)致非常微弱的顯示或者假像。這些假像電流一般來(lái)自和led共陽(yáng)極長(zhǎng)走線相關(guān)的離散電容,以及本身略有前向偏置的led導(dǎo)致的離散電容。通過(guò)仔細(xì)的復(fù)用電路設(shè)計(jì),max6972–max6975系列恒流led驅(qū)動(dòng)器可以防止顯示系統(tǒng)中出現(xiàn)這種假像。
典型復(fù)用電路
圖1所示為max6972–max6975 (也稱為max6972和max6974評(píng)估板)典型的復(fù)用電路。
復(fù)用晶體管(q1和q3)被max6972–max6975交替接通,而恒流吸收驅(qū)動(dòng)引腳(out0–outn)交替控制兩個(gè)狀態(tài)之間的設(shè)置。在狀態(tài)1,/mux1為低電平,q1接通,節(jié)點(diǎn)a被上拉至vled,因此,將所有的綠色led陽(yáng)極連接至led電源。同樣的,在狀態(tài)0,/mux0為低電平,q3接通,將所有的紅色led連接至vled電源。/mux0和/mux1輸出通過(guò)開(kāi)漏驅(qū)動(dòng)電路,吸收流過(guò)562ω電阻的基極電流,接通pnp晶體管。當(dāng)/mux0和/mux1關(guān)斷時(shí),開(kāi)漏輸出實(shí)際是開(kāi)路電路,使基極發(fā)射極電阻(每個(gè)為182ω)能夠關(guān)斷pnp晶體管。在每一/mux0和/mux1狀態(tài)之間,q1和q3都關(guān)斷16個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期(clki),如圖2中的temux所示。
典型電路中的假像電流
當(dāng)復(fù)用狀態(tài)從/mux0變到/mux1時(shí),雜散電流會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)假像,反之亦然。復(fù)用電路的led是不同顏色(發(fā)光波長(zhǎng))時(shí),這種效應(yīng)最為明顯,因此,在某些電流情況下,電壓降會(huì)有很大的不同。
為簡(jiǎn)單起見(jiàn),在后面的討論中簡(jiǎn)化了圖1復(fù)用電路,只顯示一個(gè)紅色和一個(gè)綠色led。在下面的例子中,/mux0通過(guò)q3來(lái)驅(qū)動(dòng)紅色led,/mux1通過(guò)q1來(lái)驅(qū)動(dòng)綠色led。
led的電壓降是:vred=2.0v;vgreen=3.1v
電源是:v+=3.3v;vled=5.0v
狀態(tài)0可以很好的描述具有不同前向電壓降復(fù)用led導(dǎo)致的雜散電流,其中/mux0被置位為低電平,紅色led點(diǎn)亮(圖3)。
q3接通后,紅色led (節(jié)點(diǎn)b)陽(yáng)極被上拉至4.9v。電流流過(guò)工作端口(即,驅(qū)動(dòng)led任意pwm周期的通道)的紅色led和恒流驅(qū)動(dòng)器(out0)。節(jié)點(diǎn)b (顯示為集總參數(shù)cb)的雜散電容被充電至4.9v。led陰極被強(qiáng)拉至以下電壓,大約等于:
4.9v - vred=2.9v(式1)
狀態(tài)0結(jié)束時(shí),out0驅(qū)動(dòng)器停止工作,/mux0變?yōu)楦唠娖剑o(wú)效),從led電源斷開(kāi)陽(yáng)極電壓。由于沒(méi)有放電通路,紅色led pn結(jié)上的電壓仍舊保持接近2.0v前向電壓降。同樣的,由于沒(méi)有放電通路,雜散節(jié)點(diǎn)電容上的電壓vcb仍保持為4.9v。這一電壓狀態(tài)在16個(gè)clki周期的中間狀態(tài)階段保持不變。
當(dāng)狀態(tài)1開(kāi)始時(shí),/mux0被置位為低電平,q1接通,綠色led的陽(yáng)極被連接至5v,所選led的out0電流驅(qū)動(dòng)器開(kāi)始工作。最終穩(wěn)定狀態(tài)如圖4所示。
陰極電壓低于綠色led電壓降,大約等于:
4.9v - vgreen=1.8v(式2)
紅色led陰極上的1.8v電壓表明陽(yáng)極不能高于1.8v + vred=3.8v。在狀態(tài)1開(kāi)始時(shí),共陰極電壓(圖中的out0電壓)必須從2.9v變到1.8v。這一電壓變化要求cb從4.9v放電至3.8v,甚至更低。流過(guò)紅色led的cb放電電流導(dǎo)致顯示微弱閃爍,如圖5所示。
在前面的狀態(tài)中,無(wú)論紅色led接通還是關(guān)斷,一直會(huì)有cb放電電流。在狀態(tài)0,節(jié)點(diǎn)b的電壓總是被充電至4.9v。由于共享共陰極連接時(shí),vred小于vgreen,節(jié)點(diǎn)b將通過(guò)紅色led放電。取決于各種led上前向電壓降的略微不同,cb放電會(huì)導(dǎo)致一個(gè)或者多個(gè)紅色led的微弱閃爍,如圖1所示。
消除假像電流
為雜散節(jié)點(diǎn)電容提供一個(gè)放電通路以及有足夠的時(shí)間進(jìn)行放電,可消除假像電流。這可以通過(guò)加入電阻r1和r2來(lái)實(shí)現(xiàn),如圖6所示。在復(fù)用狀態(tài)的空閑周期中,選擇合適的電阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)足夠的放電。
調(diào)整電阻r1和r2,在中間狀態(tài)間隔對(duì)節(jié)點(diǎn)a和b進(jìn)行放電,防止開(kāi)始下一工作周期時(shí)的led前向偏置。在所示的例子
復(fù)用led驅(qū)動(dòng)器有助于提高效率,降低成本;然而設(shè)計(jì)復(fù)用led電路比較棘手。設(shè)計(jì)不好的電路會(huì)在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生不需要的led電流和假像。本應(yīng)用筆記詳細(xì)介紹了與復(fù)用led相關(guān)的問(wèn)題,解釋怎樣利用max6972–max6975系列脈沖寬度調(diào)制led驅(qū)動(dòng)器消息電路板來(lái)克服這些問(wèn)題。
max6972–max6975是恒流led驅(qū)動(dòng)器,用于高速彩色和視頻顯示電路板。max6972/max6973可直接驅(qū)動(dòng)16個(gè)led,或者32個(gè)復(fù)用led,而max6974/max6975可直接驅(qū)動(dòng)24個(gè)led,或者48個(gè)復(fù)用led。復(fù)用工作的好處是加倍了每個(gè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的led數(shù)量,因此,切實(shí)降低了成本。
然而,設(shè)計(jì)不好的led復(fù)用電路會(huì)產(chǎn)生假像。led處于關(guān)斷狀態(tài)(即,沒(méi)有電流流過(guò)),當(dāng)雜散電流流過(guò)led時(shí)會(huì)出現(xiàn)假像;這導(dǎo)致非常微弱的顯示或者假像。這些假像電流一般來(lái)自和led共陽(yáng)極長(zhǎng)走線相關(guān)的離散電容,以及本身略有前向偏置的led導(dǎo)致的離散電容。通過(guò)仔細(xì)的復(fù)用電路設(shè)計(jì),max6972–max6975系列恒流led驅(qū)動(dòng)器可以防止顯示系統(tǒng)中出現(xiàn)這種假像。
典型復(fù)用電路
圖1所示為max6972–max6975 (也稱為max6972和max6974評(píng)估板)典型的復(fù)用電路。
復(fù)用晶體管(q1和q3)被max6972–max6975交替接通,而恒流吸收驅(qū)動(dòng)引腳(out0–outn)交替控制兩個(gè)狀態(tài)之間的設(shè)置。在狀態(tài)1,/mux1為低電平,q1接通,節(jié)點(diǎn)a被上拉至vled,因此,將所有的綠色led陽(yáng)極連接至led電源。同樣的,在狀態(tài)0,/mux0為低電平,q3接通,將所有的紅色led連接至vled電源。/mux0和/mux1輸出通過(guò)開(kāi)漏驅(qū)動(dòng)電路,吸收流過(guò)562ω電阻的基極電流,接通pnp晶體管。當(dāng)/mux0和/mux1關(guān)斷時(shí),開(kāi)漏輸出實(shí)際是開(kāi)路電路,使基極發(fā)射極電阻(每個(gè)為182ω)能夠關(guān)斷pnp晶體管。在每一/mux0和/mux1狀態(tài)之間,q1和q3都關(guān)斷16個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期(clki),如圖2中的temux所示。
典型電路中的假像電流
當(dāng)復(fù)用狀態(tài)從/mux0變到/mux1時(shí),雜散電流會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)假像,反之亦然。復(fù)用電路的led是不同顏色(發(fā)光波長(zhǎng))時(shí),這種效應(yīng)最為明顯,因此,在某些電流情況下,電壓降會(huì)有很大的不同。
為簡(jiǎn)單起見(jiàn),在后面的討論中簡(jiǎn)化了圖1復(fù)用電路,只顯示一個(gè)紅色和一個(gè)綠色led。在下面的例子中,/mux0通過(guò)q3來(lái)驅(qū)動(dòng)紅色led,/mux1通過(guò)q1來(lái)驅(qū)動(dòng)綠色led。
led的電壓降是:vred=2.0v;vgreen=3.1v
電源是:v+=3.3v;vled=5.0v
狀態(tài)0可以很好的描述具有不同前向電壓降復(fù)用led導(dǎo)致的雜散電流,其中/mux0被置位為低電平,紅色led點(diǎn)亮(圖3)。
q3接通后,紅色led (節(jié)點(diǎn)b)陽(yáng)極被上拉至4.9v。電流流過(guò)工作端口(即,驅(qū)動(dòng)led任意pwm周期的通道)的紅色led和恒流驅(qū)動(dòng)器(out0)。節(jié)點(diǎn)b (顯示為集總參數(shù)cb)的雜散電容被充電至4.9v。led陰極被強(qiáng)拉至以下電壓,大約等于:
4.9v - vred=2.9v(式1)
狀態(tài)0結(jié)束時(shí),out0驅(qū)動(dòng)器停止工作,/mux0變?yōu)楦唠娖剑o(wú)效),從led電源斷開(kāi)陽(yáng)極電壓。由于沒(méi)有放電通路,紅色led pn結(jié)上的電壓仍舊保持接近2.0v前向電壓降。同樣的,由于沒(méi)有放電通路,雜散節(jié)點(diǎn)電容上的電壓vcb仍保持為4.9v。這一電壓狀態(tài)在16個(gè)clki周期的中間狀態(tài)階段保持不變。
當(dāng)狀態(tài)1開(kāi)始時(shí),/mux0被置位為低電平,q1接通,綠色led的陽(yáng)極被連接至5v,所選led的out0電流驅(qū)動(dòng)器開(kāi)始工作。最終穩(wěn)定狀態(tài)如圖4所示。
陰極電壓低于綠色led電壓降,大約等于:
4.9v - vgreen=1.8v(式2)
紅色led陰極上的1.8v電壓表明陽(yáng)極不能高于1.8v + vred=3.8v。在狀態(tài)1開(kāi)始時(shí),共陰極電壓(圖中的out0電壓)必須從2.9v變到1.8v。這一電壓變化要求cb從4.9v放電至3.8v,甚至更低。流過(guò)紅色led的cb放電電流導(dǎo)致顯示微弱閃爍,如圖5所示。
在前面的狀態(tài)中,無(wú)論紅色led接通還是關(guān)斷,一直會(huì)有cb放電電流。在狀態(tài)0,節(jié)點(diǎn)b的電壓總是被充電至4.9v。由于共享共陰極連接時(shí),vred小于vgreen,節(jié)點(diǎn)b將通過(guò)紅色led放電。取決于各種led上前向電壓降的略微不同,cb放電會(huì)導(dǎo)致一個(gè)或者多個(gè)紅色led的微弱閃爍,如圖1所示。
消除假像電流
為雜散節(jié)點(diǎn)電容提供一個(gè)放電通路以及有足夠的時(shí)間進(jìn)行放電,可消除假像電流。這可以通過(guò)加入電阻r1和r2來(lái)實(shí)現(xiàn),如圖6所示。在復(fù)用狀態(tài)的空閑周期中,選擇合適的電阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)足夠的放電。
調(diào)整電阻r1和r2,在中間狀態(tài)間隔對(duì)節(jié)點(diǎn)a和b進(jìn)行放電,防止開(kāi)始下一工作周期時(shí)的led前向偏置。在所示的例子
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