LED顯示屏行驅(qū)動的設(shè)計及選型的六大挑戰(zhàn)！

引言

LED顯示屏的顯示質(zhì)量一向與恒流驅(qū)動芯片息息相關(guān)，如鬼影、壞點十字架、低灰偏色、第一掃偏暗、高對比耦合等問題，而行驅(qū)動作為單純的掃描要求一直以來不太受重視。隨著小間距的發(fā)展，LED顯示屏同樣對行驅(qū)動提出了更高的要求，從單純的P-MOSFET實現(xiàn)行切換，到集成度更高、功能更強的多功能行驅(qū)動。而行驅(qū)動的設(shè)計及選型同樣面臨上鬼影消除、燈珠反向電壓、短路毛毛蟲、開路十字架、燈珠VF值偏大、高對比耦合六大挑戰(zhàn)。

上鬼影

在掃描屏進行切換時，由于PMOS管開關(guān)的打開和關(guān)閉以及行線寄生電容Cr上的電荷泄放需要一段時間，因此在下一行掃VLED與OUT開啟瞬間，上一行掃VLED的未釋放的電荷有了導通路徑。Row(n)打開時，行寄生電容Cr充電到VCC電位。切換到Row(n+1)時，Cr與OUT之間形成電位差，電荷通過燈珠進行泄放，產(chǎn)生LED隱亮。

所以在換行時刻需要對Cr上的電荷進行提前泄放，通常集成消隱功能的行管，通過加入下拉電路在進行切換時，將寄生電容Cr的電荷快速泄放。下拉電位即消隱電壓VH設(shè)置的越低，寄生電容上的電荷泄放的也就越快，消除上鬼影的效果也就越好，通常VH

燈珠反向電壓（reverse voltage）

燈珠的反向沖擊電壓很大程度上影響著燈珠的使用壽命，因反壓造成的壞點一直是LED顯示屏特別是小間距的痛點。

在輸出通道關(guān)閉時，因寄生電感的續(xù)流作用，會對通道處的寄生電容持續(xù)充電，形成很高的電壓毛刺。此時與行管輸出形成加載在燈珠上的反向電壓，所以行管的消隱電壓同時影響著燈珠的反向電壓。恒流輸出通道處電壓固定的情況下，行管的消隱電壓越高，其燈珠的反向電壓就越小。通常燈珠標稱反向電壓為5V，實際經(jīng)過廠商的測試，反壓在1.4V以下可以大幅度減少因反壓導致的壞點，所以針對燈珠反壓問題消隱電壓不能過低，一般不低于VCC-2V。

短路毛毛蟲

當LED短路時，會出現(xiàn)一列長亮現(xiàn)象，一般稱為短路毛毛蟲。當中間LED燈珠短路時，同列的LED燈珠在掃描到該行時會形成如下圖所示通路，在VLED到A點之間如果壓差大于LED燈珠點亮值，則會形成一列常亮毛毛蟲。

短路毛毛蟲與開路十字架最大區(qū)別在于短路毛毛蟲只要屏幕處于掃描狀態(tài)，不管LED燈珠是否顯示圖像，都會顯現(xiàn)，而開路毛毛蟲只有在開路燈珠被點亮的時候才會出現(xiàn)開路十字架問題。通常通過提高行管消隱電壓，使之壓差小于LED正向電壓VF，即VLED－VHVCC－1.4V就能徹底解決短路毛毛蟲問題。當VCC-2V

開路十字架

在掃描屏中當出現(xiàn)燈珠開路，該點被點亮時，通道OUT1電壓被拉低到0.5V以下。若掃描行電位消隱電壓VH為3.5V，則會對該列燈珠形成導通通路，形成開路毛毛蟲。

當出現(xiàn)燈珠開路，通道OUT1電壓被拉低到0.5V以下甚至0V，并通過寄生電容C1、C2影響到列寄生電容Cr，當Cr電位被拉低時，與開路燈珠同一行的LED出現(xiàn)隱亮。

將消隱行管的消隱電壓調(diào)低可有效解決開路十字架問題即消隱電壓VH<1.4V。業(yè)內(nèi)某些行管同樣利用可調(diào)消隱電壓的方式，將消隱電壓調(diào)低至1.4V以下來解決開路十字架，但這樣會帶來LED反壓增大加速LED燈珠損壞及短路毛毛蟲。

燈珠VF值偏大

由于燈珠VF值偏大而導致的列常亮同樣也是困擾用戶應(yīng)用的問題。通常綠燈標稱正向電壓VF為2.4~3.4V，通常情況下綠燈陽極、陰極壓差1.8V就能使之點亮，而行管的消隱電壓VH過高便會導致列常亮。

以燈珠正向電壓VF1=3.4V為列，當掃描至次燈珠時VOUT和VLED1同時打開，

通道端電壓：VOUT=VLED1－VF1

該列的其他行燈珠兩端電壓：V△=VH－VOUT=VH－VLED1＋VF1

若V△>1.8V便可能會導致列常亮，即VH－VLED1＋VF1>1.8V其中VLED=VCC(行管壓降忽略)，故VH>VCC－1.6V便不利于解決燈珠VF值偏大引起的列常亮問題。

高對比耦合

高對比耦合指在低亮的背景下，疊加高亮畫面，低亮畫面與高亮畫面同行的區(qū)域出現(xiàn)偏色、偏暗現(xiàn)象，如圖9所示虛線處為疊加高亮畫面。高對比耦合現(xiàn)象為列通道通過行管相互干擾造成，通過設(shè)計鉗位電壓的方式即放電結(jié)束后保持在某一電平，從而調(diào)低行管消隱電壓，即可一定程度改善高對比耦合。但此設(shè)計方法會帶來短路列偏暗、低灰偏紅、燈珠VF值偏大等問題。從行驅(qū)動角度來改善高對比耦合可通過調(diào)低消隱電壓，但會帶來燈珠反壓偏大，短路毛毛蟲問題。

行管消隱電壓選擇

綜上可知，行管消隱電壓的選擇面臨上述六大問題的挑戰(zhàn)，且分別存在一定的挑戰(zhàn)，消隱電壓不能過高或過低。通常開路十字架由恒流驅(qū)動偵測消除，因為過低的消隱電壓會降低燈珠長期使用的可靠性。集創(chuàng)北方的ICN205X系列驅(qū)動IC都具有消除開路十字架功能。下表總結(jié)了各種情況下消隱電壓合適的范圍。

因此綜合處理各種應(yīng)用問題，消隱電壓在3V~3.4V（VCC=5V）是一個比較合理的選擇。集創(chuàng)北方為用戶提供了多款集成消隱行管，可以滿足用戶各類掃描模組設(shè)計需求，從而合理解決多種應(yīng)用問題。