Обзор светодиодных драйверов фирмы SiTI Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Компоненты и технологии, № 3'2004

Обзор светодиодных драйверов

фирмы SiTI

В предыдущих обзорах («КиТ» № 7, 8 2003) была рассмотрена продукция фирмы СОТСО — светодиоды, светодиодные матрицы и модули. Сегодня мы представляем обзор светодиодных драйверов компании Б1Т1, рекомендованных к использованию фирмой СОТСО.

Андрей Паксюткин

[email protected]

Компания SiTI была основана в декабре 1996 года на Тайване. Линейка продукции включает в себя драйверы электродвигателей и шаговых двигателей, супервизоры электропитания, приемопередатчики оптоволоконных линий. Однако 47% дохода приходится на микросхемы управления светодиодами, двухцветными и полноцветными светодиодными матрицами и модулями.

Продукцию фирмы SiTI используют многие ведущие изготовители видеоэкранов (Barco, DaktronicsTecnovision, Optotech).

В 2003 году было реализовано 13 млн драйверов, а суммарный объем продаж за последние четыре года составил 30 млн экземпляров.

К основным особенностям LED-драйверов производства SiTI можно отнести:

• возможность регулировки выходного тока всех каналов одним внешним резистором;

• возможность подстройки тока для каждого светодиода;

• ШИМ-регулировка уровня серого;

• напряжение питания в диапазоне 3,3-5 В;

• встроенные схемы защиты от перегрева и обнаружения обрыва или замыкания в светодиодах. Все это делает весьма удобным и перспективным

использование драйверов SiTI при производстве видеоэкранов наружного и внутреннего применения, бегущих строк и других устройств отображения информации.

OUTO OUT1

R-EXT с

I-REG.

ENABLED----<£>-

-Ф-Ф

м

OUT7

11

—ф

Восьмиразрядные светодиодные драйверы

8-разрядный светодиодный драйвер 8Т2221Л Микросхема предназначена для применения в светодиодных дисплеях, но также может применяться в любых других схемах управления светодиодами. ЭТ2221Л содержит КМОП-совмести-мый регистр сдвига с защелкой, преобразующий последовательный входной сигнал в параллельный формат на выходе, где восемь регулируемых источников тока обеспечивают постоянный ток от 5 до 90 мА (рис. 1). Выходной ток ЭТ2221Л можно регулировать посредством внешнего резистора, что дает возможность управлять интенсивностью свечения светодиодов. Тактовая частота 25 МГц обеспечивает высокоскоростную передачу данных.

Основные характеристики:

• Корпус — РБІР16, 80Р16, 8в0Р1б.

• Выходной ток — 5-90 мА.

• Тактовая частота — 25 МГц.

• Регулировка выходного тока — внешний резистор.

• Напряжение питания — 5 В.

• Максимальное выходное напряжение — 9,5 В. При выходном токе в диапазоне 5-90 мА обеспечивается разброс величины тока в пределах ±6% в одной микросхеме и ±10% — в разных.

OUTO OUT1

R-EXT с

I-REG.

LATCH о------[>-

SERIAL-IN 0

CLOCK

о----[>-і-

ST D ST D

I

OUT7

—ф

D Q

►CK

ENABLE о------------------------------------<£>- -4Л—1

Q ST D

D Q CK

LATCH о------[>-

SERIAL-IN c

Q ST D

Q ST D

Рис. 1. Структурная схема ST2221A

CLOCK о---О

Рис. 2. Структурная схема DM134/135/136

D Q »СК

-oSERlAL-OUT

Компоненты и технологии, № 3'2004

Шестнадцатиразрядные драйверы нового поколения

16-разрядные светодиодные драйверы ВЫ 134/135/136

Драйверы представляют собой обновленную версию микросхемы 8Т2221С (рис. 2). Выходное напряжение увеличено до 17 В. Основные характеристики:

• 16 выходных каналов постоянного тока.

• Тактовая частота — 25 МГц.

• Регулировка выходного тока — внешний резистор.

• Напряжение питания — 5 В.

• Максимальное выходное напряжение — 17 В.

• Максимальный выходной ток: ЭМ 134 — 90 мА, ЭМ135 — 50 мА, ЭМ136 — 15 мА. Разброс величин выходных токов составляет:

ЭМ134: ±4% при токе 30-90 мА и ±6% при токе 20-30 мА.

ЭМ135: ±4% при токе 10-50 мА и ±6% при токе 5-10 мА.

ЭМ136: ±4% при токе 3-15 мА. Микросхемы выпускаются в корпусах Э1Р24, 80Р24, 880Р24 и аБЮ2.

Драйверы для двухцветных и полноцветных матриц, модулей и кластеров

8х2-канальный светодиодный драйвер ВЫ141

Микросхема специально разработана для использования в двухцветных дисплеях и светодиодных видеоэкранах (рис. 4). В ее состав входит 16-разрядный сдвиговый регистр с защелкой и объединенные в два банка 16 выходных каналов (рис. 3).

Основные характеристики:

• Корпус — РЭ1Р28, QFN32.

• Выходной ток — 5-60 мА.

• Тактовая частота — 25 МГц.

• Регулировка выходного тока — внешние резисторы.

• Напряжение питания — 5 В.

• Максимальное выходное напряжение — 17 В. Разброс выходных токов составляет:

Ш—

LTH

CLK

'Р~

а С сч ° 2 с 9 го 44 2 с э 2 с Л b 2 с ч к a * С со ае.

Еп 15 13 В п ink В Со 09 nstant С 07 iirrent Dr 05 vers 03 01 Bank R Current Controller

16 14 12 10 08 06 04 02 En Bank A Constant Current Drivers Bank G Current Controller

—RRES —GRES

16 Bit Latch

.................................................................................

16 15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01

16 Bit Shift Refister

VDD

GND

SOUT

Рис. 3. Структурная схема микросхемы DM141

• при токе 10-60 мА: ±4% в одной микросхеме и ±10% — в разных,

• при токе 5-10 мА: ±6% в одной микросхеме и ±12% — в разных.

Драйверы для полноцветных дисплеев и видеоэкранов

16-разрядный драйвер 8Т2226Л Драйвер предназначен для использования в видеоэкранах. В состав микросхемы входят регистры сдвига с защелками, 16-канальный драйвер постоянного тока с установкой величины тока внешним резистором, устройство 1024-ступенчатого управления уровнем серого и схема временного разделения каналов (рис. 5).

Особенности микросхемы:

• Максимальный выходной ток — 60 мА при напряжении до 10 В.

• 10-битное управление яркостью.

• Возможность управлять с помощью одной микросхемы двумя группами светодиодов с временным разделением.

Принцип временного разделения показан на рис. 6.

Микросхема выпускается в корпусах 8Э1Р28, 80Р28 и QFN32.

В настоящее время подготавливается к выпуску обновленная версия этого драй-

вера под названием БМ132. Диапазон питающих напряжений расширен до 2,7-5,5 В, а диапазон выходных напряжений — до 1,25-17 В. При выходном токе в диапазоне 5-60 мА обеспечивается разность величины тока в пределах ±3% в одной микросхеме и ±6% в разных. Микросхема будет выпускаться в корпусах 8Э1Р28, 80Р28 и 880Р28.

Драйвер для полноцветного светодиодного модуля ВЫ133

В состав микросхемы кроме 16-разрядного регистра сдвига, двух защелок и выходных драйверов постоянного тока входят системы обнаружения перегрева микросхемы и обнаружения обрывов/замыканий в светодиодах (рис. 7).

Основные характеристики:

• Корпус — Н80Р28, 880Р28, QFN32.

• Выходной ток — 5-60 мА.

• Тактовая частота — 25 МГц.

• Регулировка выходного тока — внешний резистор.

• Напряжение питания — 3,3-5 В.

• Максимальное выходное напряжение — 17 В. Разброс выходных токов составляет:

• при токе 10-60 мА: ±4% в одной микросхеме и ±10% — в разных,

• при токе 5-10 мА: ±6% в одной микросхеме и ±12% — в разных.

Рис. 4. Типовые схемы включения DM141

Компоиеиты и технологии, № 3'2004

lOUTO .... IOUT15

Рис. S. Структурная схема драйвера ST2226A

Рис. б. Структурная схема временного разделения каналов

оито

OUT15

ALARM о-у

Ёо-5-й

і____I

Thermal Alarm LED Open Detection

16 bits Constant Current Driver 4- Global Current Controller <- Voltage Reference

ENABLE с

LATCH

0_rK_J Channel Selector

h

DATASEL a

16 bits Latch

SERIALJNt^^ Channel

з REXT

6bit data

6 bits Latch

^5

10 bits Shift Register

6 bits Shift Register

Serial_out

Selector

CLOCK o-*^>---------------------------

Рис. 7. Структурная схема драйвера DM133

>SERIAL_OUT

-OSOMODE

Кроме общей регулировки выходного тока резистором в микросхеме предусмотрена возможность подстройки тока подачей на вход «SERIAL IN» 6-разрядного сигнала. Подстройка тока может понадобиться для регулировки баланса белого у видеоэкрана и подстройки его параметров в процессе старения светодиодов. Наличие такой функции позволяет сильно упростить эти процедуры.

8х3-канальный светодиодный драйвер DM163

Микросхема содержит три независимых 8-разрядных канала управления светодиодами с возможностью 256-ступенчатой регулировки уровня серого и 64-ступенчатой подстройки тока светодиодов. Предусмотрена возможность изменения регулировки уровня серого на 64-ступенчатую, а подстройку тока светодиодов — на 256-ступенчатую.

Основные характеристики:

• Корпус — QFN40, QFP44.

• Выходной ток — 5-60 мА.

• Тактовая частота — 25 МГц.

• Регулировка выходного тока — внешние резисторы.

• Напряжение питания — 3-5 В.

• Минимальное/максимальное выходное напряжение — 1,25-17 В.

При выходном токе в диапазоне 5-60 мА обеспечивается разность величины тока в пределах ±3% в одной микросхеме и ±6% — в разных.

Драйверы для 7-сегментных индикаторов

Драйвер постоянного тока для светодиодных индикаторов 8Т2225Л

В микросхеме предусмотрена возможность плавной регулировки яркости сегментов (навесным переменным резистором); последовательный ввод данных; ТТЛ-совместимые входы; 35 выходов по 20 мА каждый (рис. 8).

Микросхема выпускается в корпусе 880Р48, но возможен заказ в бескорпусном исполнении.

Как видно из структурной схемы, микросхема содержит 35-битный регистр сдвига, 35 защелок и выходных буферных каскадов, схему управления яркостью.

Основные характеристики:

• 35 выходных каналов постоянного тока.

• Тактовая частота — 500 кГц.

• Регулировка выходного тока — переменный резистор.

• Напряжение питания — 4,7-11 В.

• Максимальный выходной ток — 25 мА. Если два выхода микросхемы задействовать для мультиплексирования выходных сигналов, то появляется возможность с помощью одной микросхемы управлять 8 семисегментными индикаторами, как это показано на рис. 10.

Источники тока для питания светодиодов

Трехканальный источник тока 00231

Микросхема была разработана для питания трех групп светодиодов. Для ее работы не требуется дополнительных навесных элементов кроме одного резистора, с помощью которого задается ток через светодиоды. Поскольку ОБ231 обеспечивает малую разницу выходных токов (±3% в пределах одной

LED DISPLAY

AM| FM 1 БЗ П U

A

35

ST2225A DISPLAY DRIVER

ш

ELECTRONIC TUNING CONTROLLER

KEYBOARD « < PLL SYNTHESIZER

ти

STATION DETECT, ETC

Рис. 9. Типовая схема включения ST2225A

Компоиеиты и технологии, № 3'2004

Vled=3,0V

Vled=3,0V

Рис. 10. Схема дуплексного включения ST2225A

микросхемы при выходном токе 5-30 мА), она идеально подходит для питания светодиодов, чья яркость свечения пропорциональна величине проходящего через них тока, а не прямому падению напряжения. Микросхема работает при питании в диапазоне 2,7-6 В, благодаря чему может использоваться в устройствах с батарейным питанием. Область применения микросхемы:

• устройства подсветки с белыми светодиодами;

• сотовые телефоны;

• ручные компьютеры;

• цифровые камеры;

• портативные МР3-плееры;

• пейджеры;

• дигитайзеры;

• электронные записные книжки и карманные компьютеры.

Драйвер для питания светодиодов в низковольтных устройствах 00211 Микросхема разработана в качестве источника питания для светодиодов, имеющих высокое прямое падение напряжения

(например, синие и белые светодиоды). В качестве «генератора накачки» микросхема удваивает входное напряжение, и при этом из навесных элементов ей требуется лишь один внешний конденсатор. Она обладает встроенным генератором, работающим на частоте 350 кГц (рис. 12). В бескор-пусном исполнении микросхема может быть легко встроена в светодиодный модуль, а в корпусе 80Т25 — в любые переносные устройства. Микросхема изготовлена по КМОП-технологии, работает при напряжении питания 2-3,3 В и потребляет малый ток (0,75 мА). Микросхема имеет встроенный резистор для ограничения выходного тока, максимальная величина которого может достигать 30 мА.

На рис. 13 показаны зависимости выходных напряжений микросхемы от тока нагрузки для разных напряжений питания.

Power

...ф

DD211

VDD

OSC

VSS Ground

Charge Pump

CN1

й.........a-

=Н hr

Cext

Rin

LEDA

ihv

CP

Ground

Рис. 12. Структурная схема драйвера DD211

Typical Ifon v.s. VF

2.6 3.2 3.3 4.4 5 5.6 6.2

УР(УоІІ)

Рис. 13. Зависимость Vвых. от Ыагр. драйвера DD21