CN104347032A

CN104347032A - 一种户外led显示屏驱动电路

Info

Publication number: CN104347032A
Application number: CN201410667053.9A
Authority: CN
Inventors: 朱杰
Original assignee: WUXI COCIS ELECTRONICS SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUXI COCIS ELECTRONICS SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-11-20
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2015-02-11

Abstract

本发明公开了一种户外LED显示屏驱动电路，包括LED灯和驱动芯片，每个驱动芯片驱动一组相同颜色的LED灯，三组LED灯分别为一组红色、一组绿色、一组蓝色，其中，两个红色LED灯、一个绿色LED灯、一个蓝色LED灯组成一个像素点，红色LED灯的驱动芯片的每一个信号输出脚依次串联两个红色LED灯，绿色LED灯的驱动芯片的每一个信号输出脚连接一个绿色LED灯，蓝色LED灯的驱动芯片的每一个信号输出脚连接一个蓝色LED灯，所有LED灯均采用同一种电压供电，该发明两个红色LED灯的压降和一个绿色LED灯或蓝色LED灯的压降相同，避免了压降不同造成红色LED灯长时间承受高电压造成快速衰减的问题。

Description

一种户外 LED 显示屏驱动电路

技术领域

本发明属于电子产品应用领域，具体涉及一种户外LED显示屏驱动电路。

背景技术

全彩LED显示屏是LED显示屏中的一种，全彩色同时又称为三基色：由红、绿、蓝三原色组成最小的现实单元，256级灰度的全彩色LED显示屏可以显示一千六百多万种颜色。led全彩屏采用红、绿、蓝三色发光管，每种管各256级灰度构成了16,777,216种颜色。

全彩显示屏具有如下几个特性：

1、失效率：由于全彩LED显示屏由上万甚至几十万组红、绿、蓝三种LED组成的像素点组成，任一颜色LED的失效均会影响显示屏整体视觉效果。一般来说，按行业经验，在LED显示屏开始装配至老化72小时出货前的失效率应不高于万分之三(指LED器件本身原因引起的失效)。

2、抗静电能力：LED是半导体器件，对静电敏感，极易引致静电失效，故抗静电能力对显示屏的寿命至关重要。一般来说，LED的人体静电模式测试失效电压不应低于2000V.

3、衰减特性：红、绿、蓝LED显示屏均具有随着工作时间的增加而衰减的特性。LED显示屏芯片的优劣、辅助物料的好坏及封装工艺水平的高低决定了LED的衰减速度。一般来说，1000小时、20毫安常温点亮试验后，红色LED的衰减应小于10[%],蓝、绿色LED的衰减应小于15%。红、绿、蓝衰减的一致性对全彩LED显示屏日后的影响很大，进而影响显示屏的显示保真度。LED显示屏生产厂家

4、亮度：LED显示屏亮度是显示屏亮度的重要决定因素。LED显示屏亮度越高，使用电流的余量越大，对节省耗电、保持LED稳定有好处。LED有不同的角度值，在芯片亮度已定的情况下，角度越小，LED显示屏则越亮，但显示屏的视角则越小。一般应选择100度的LED以保证显示屏足够的视角。针对不同点间距和不同视距的显示屏，应在亮度、角度和价格上找到一个平衡点。

全彩LED显示屏是由无数个红、绿、蓝LED组成的像素拼成的，每种颜色LED的亮度、波长的一致性决定了整个LED显示屏的亮度一致性、白平衡一致性、色度一致性。一般来说，LED显示屏厂家要求器件供应商提供5nm的波长范围及1:1.3的亮度范围的LED,这些指标可由器件供应商通过分光分色机进行分级达到。电压的一致性一般不做要求。

由于LED是有角度的，故全彩LED显示屏同样具有角度方向性，即在不同角度观看时，其亮度是会递增或递减的。这样，红、绿、蓝三种颜色LED的角度一致性将严重影响不同角度白平衡的一致性，直接影响显示屏视频颜色的保真度。要做到红、绿、蓝三种LED在不同角度时亮度变化的匹配一致性，需要在封装透镜设计、原物料选择上严格进行科学设计，这取决于封装供应商的技术水平。法向方向白平衡再好的显示屏，如果LED的角度一致性不好，整屏不同角度的白平衡效果将是糟糕的。因此，LED显示屏的驱动电路的设计，对于中、高档显示屏尤为重要。

广东威创视讯科技股份有限公司公开的一种LED显示屏驱动电路，申请日为2013年12月2日，申请号为201310629925.8，涉及一种LED显示屏驱动电路，包括LED灯和恒流源，一个或多个恒流源和对应数量的LED灯封装在一起形成一体化灯组，灯组内的恒流源和LED灯以1：1的配比方式电气连接，灯组内还封装有一个与一个或多个恒流源连接的恒流源控制器，该恒流源控制器设有外部接口。该发明中一个或多个恒流源和对应数量的LED灯以及恒流源控制器封装在一起形成一体化灯组，灯组内包含了一个或多个LED灯及一个或多个恒流源，封装程度高，多个灯组在一起就可以高密度的LED显示屏，使得该发明能适用于高密度LED显示屏。

但是，上述专利所有的LED灯均直接与恒流源连接，由于红色LED灯的电压和绿色、蓝色LED灯的电压不一样，采用同样的电压供电会造成红色LED灯衰减大的问题，影响显示屏的使用寿命，而且，户外用的LED显示屏一般要求亮度高，采用上述专利的驱动方式达到要求的亮度，必须要增加驱动电流，红色LED灯的驱动电流即使达到最大值，也很难达到亮度的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种户外LED显示屏驱动电路，解决了现有技术中户外LED显示屏亮度要求高造成红色LED灯衰减快的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种户外LED显示屏驱动电路，由三个驱动芯片和三组LED灯组成，三个驱动芯片分别为第一至第三驱动芯片，外部数据输入端与第一驱动芯片的数据输入端连接，第一驱动芯片的数据输出端与第二驱动芯片的数据输入端连接，第二驱动芯片的数据输出端与第三驱动芯片的数据输入端连接，第三驱动芯片的数据输出端与下一个显示单元的数据输入端连接，三个驱动芯片共用时钟信号、片选信号、数据锁存信号，每个驱动芯片驱动一组相同颜色的LED灯，三组LED灯分别为一组红色LED灯、一组绿色LED灯、一组蓝色LED灯，其中，两个红色LED灯、一个绿色LED灯、一个蓝色LED灯组成一个像素点，红色LED灯的驱动芯片的每一个信号输出脚依次串联两个红色LED灯，绿色LED灯的驱动芯片的每一个信号输出脚连接一个绿色LED灯，蓝色LED灯的驱动芯片的每一个信号输出脚连接一个蓝色LED灯，所有LED灯均采用同一种电压供电。

所述红色LED灯、绿色LED灯、蓝色LED灯均为插件LED灯。

所述LED灯的供电电压为5V。

所述驱动芯片为聚积科技的MBI5024或MBI5020。

所述红色LED灯的驱动电流最大为17mA，所述绿色LED灯和蓝色LED灯的驱动电流最大为25mA。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、每个像素采用两个红色LED灯，一个绿色LED灯，一个蓝色LED灯，使得两个红色LED灯的压降和一个绿色LED灯或蓝色LED灯的压降相同，避免了压降不同造成红色LED灯长时间承受高电压造成快速衰减的问题。

2、MBI5024是聚积科技的一款价格低、可靠性高、功能多的驱动芯片，能够满足大多数户外、室内用LED显示屏的需求，性价比高。

3、红、绿、蓝三色LED灯均采用插件LED灯，能够极大地提高LED显示屏的整体亮度，适用于对亮度要求高的户外显示屏应用。

4、限制最高驱动电流，避免电流过大，造成LED灯损坏，出现死灯现象，有效提高了LED显示屏的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的驱动电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构及工作过程作进一步说明。

如图1所示，一种户外LED显示屏驱动电路，由三个驱动芯片和三组LED灯组成，三个驱动芯片分别为第一驱动芯片IC1、第二驱动芯片IC2、第三驱动芯片IC3，外部数据输入端与第一驱动芯片的数据输入端IN连接，第一驱动芯片的数据输出端与第二驱动芯片的数据输入端连接，第二驱动芯片的数据输出端与第三驱动芯片的数据输入端连接，第三驱动芯片的数据输出端OUT与下一个显示单元的数据输入端连接，三个驱动芯片共用时钟信号CLK、片选信号OE、数据锁存信号LE，每个驱动芯片驱动一组相同颜色的LED灯，三组LED灯分别为一组红色LED灯、一组绿色LED灯、一组蓝色LED灯，其中，两个红色LED灯、一个绿色LED灯、一个蓝色LED灯组成一个像素点，红色LED灯的驱动芯片的每一个信号输出脚依次串联两个红色LED灯，绿色LED灯的驱动芯片的每一个信号输出脚连接一个绿色LED灯，蓝色LED灯的驱动芯片的每一个信号输出脚连接一个蓝色LED灯，所有LED灯均采用同一种电压供电。

每个像素采用两个红色LED灯，一个绿色LED灯，一个蓝色LED灯，使得两个红色LED灯的压降和一个绿色LED灯或蓝色LED灯的压降相同，避免了压降不同造成红色LED灯长时间承受高电压造成快速衰减的问题。

所述红色LED灯、绿色LED灯、蓝色LED灯均为插件LED灯。

所述LED灯的供电电压为5V。

所述驱动芯片为聚积科技的MBI5024或MBI5020。

MBI5024是利用最新PrecisionDrive™技术，专为 LED 显示面板设计的驱动IC，它内建的CMOS位移缓存器与栓锁功能，可以将串行的输入数据转换成平行输出数据格式。MBI5024的输入电压范围值为3.3伏特至5伏特，提供16个电流源，可以在每个输出级提供1~45mA定电流量以驱动 LED；且单一颗IC内输出通道的电流差异小于±2％@IOUT =25mA, ±2.5％@IOUT =1mA；多颗IC间的输出电流差异小于±3%；电流随着输出端耐受电压(VDS)变化，被控制在每伏特0.1%；且电流受供给电压(VDD)、环境温度的变化也被控制在1%。

使用者可以经由选用不同阻值的外接电阻器来调整 MBI5024各输出级的电流大小，藉此机制，使用者可精确地控制LED的发光亮度。

MBI5024的设计保证其输出级可耐压17伏特，因此可以在每个输出端串接多个LED。此外，MBI5024亦提供25MHz的高时钟频率以满足系统对大量数据传输上的需求。

MBI5024是LED显示面板设计的驱动IC，它内建的CMOS位移寄存器与锁存功能，可以将串行的输入数据转换成平行数据格式，MBI5024具有16个电流源，可以在每个输出端口提供2-60MA恒定电流量以驱动LDE，每个OUT驱动通道输出可短结后得到更大大的电流输出，且当环境变化时，对其输出电流影响很小，同时可以选用不同阻值的外接电阻来调整MBI5024各输出端口的电流大小，因此，可精确的控制LED的发光亮度，使用于高质量白平衡显示驱动模组。

MBI5024具有如下特点： 16个恒流源输出通道；

电流输出大小不因输出端负载电压变化而变化；

恒流电流范围值：2-60MA＠VDD=5V,2-45MA@.VDD=3.3V；

极为精确的电流输出值；

通过调节外部电阻，可设定精密电流输出值；

高达25MHZ时钟频率。

MBI5024芯片的应用领域包括：

户内和户外的LED显示面板；

节能照明；

灯饰照明。

MBI5020是MBI5024的替换型号，其功能、引脚连接均与MBI5024相同，但是MBI5020的价格比MBI5024的低，因此，对于成本要求比较高的用户可选择采用MBI5020代替MBI5024。

Claims

1.一种户外LED显示屏驱动电路，其特征在于：由三个驱动芯片和三组LED灯组成，三个驱动芯片分别为第一至第三驱动芯片，外部数据输入端与第一驱动芯片的数据输入端连接，第一驱动芯片的数据输出端与第二驱动芯片的数据输入端连接，第二驱动芯片的数据输出端与第三驱动芯片的数据输入端连接，第三驱动芯片的数据输出端与下一个显示单元的数据输入端连接，三个驱动芯片共用时钟信号、片选信号、数据锁存信号，每个驱动芯片驱动一组相同颜色的LED灯，三组LED灯分别为一组红色LED灯、一组绿色LED灯、一组蓝色LED灯，其中，两个红色LED灯、一个绿色LED灯、一个蓝色LED灯组成一个像素点，红色LED灯的驱动芯片的每一个信号输出脚依次串联两个红色LED灯，绿色LED灯的驱动芯片的每一个信号输出脚连接一个绿色LED灯，蓝色LED灯的驱动芯片的每一个信号输出脚连接一个蓝色LED灯，所有LED灯均采用同一种电压供电。

2.根据权利要求1所述的双电源LED显示屏驱动电路，其特征在于：所述红色LED灯、绿色LED灯、蓝色LED灯均为插件LED灯。

3.根据权利要求1所述的双电源LED显示屏驱动电路，其特征在于：所述LED灯的供电电压为5V。

4.根据权利要求1所述的双电源LED显示屏驱动电路，其特征在于：所述驱动芯片为聚积科技的MBI5024或MBI5020。

5.根据权利要求1所述的双电源LED显示屏驱动电路，其特征在于：所述红色LED灯的驱动电流最大为17mA，所述绿色LED灯和蓝色LED灯的驱动电流最大为25mA。