開拓普科技研究LED顯示屏驅動振蕩問題
LED的顯示效果及壽命，很大程度上取決于驅動芯片的性能優劣。LED屏廠在進行LED顯示屏驅動芯片的導入時，更多的是關注顯示效果，譬如低灰是否顯示一致，漸變是否過渡均勻，斜掃是否有暗亮點，開短路情況等，這些測試項會展現給終端客戶。
顯示效果的測試，是最重要的一步，但也是第一步。
對驅動芯片有更深入的認識，可以使我們LED顯示屏的性能及壽命有更清晰的評估。現在，越來越多的屏廠工程師，在進行驅動芯片導入時，開始關注芯片本身的工作環境及工作方式。譬如，驅動電流的一致性，REXT電壓的一致性，芯片VDD尖峰，驅動端口的波形等等。
LED顯示驅動端口振蕩現象
驅動芯片的OUT驅動端口，直接與LED燈相連，是驅動芯片最核心的部分。鑒于振蕩給LED顯示屏帶來的諸多危害，本文將針對某些驅動芯片存在的端口振蕩問題做簡單介紹，并分析其產生的原因及改善方式。
測試方法 http://www.mqrdhb.cn
電源為5V40A電源，帶單個模組。模組正常點亮，用示波器探頭，接地端連接模組地線接入口，探頭接觸驅動芯片的驅動端口。
測試結果
市場某主流驅動芯片在干擾較大的模組上(譬如P10靜態等)，出現了端口振蕩現象。
SM16016/SM16026在干擾較大板型上，沒有出現振蕩現象
某主流IC在干擾較大板型上，出現振蕩現象
振蕩的危害
端口的振蕩，帶來了諸多危害：
顯示效果差
芯片內部的恒流反饋環路，在穩定的工作狀態下，才能達到理想的恒流效果。端口振蕩，芯片無法達到恒流。更需說明的是，此類易振蕩的芯片，在低灰時，仍然會有振蕩發生，嚴重影響低灰效果。對一致性要求較高的全彩屏而言，屏廠花了恒流芯片的錢，比用了恒壓芯片甚至更差的效果。
LED燈的使用壽命大幅度降低
從振蕩波形可知，LED燈的負極一直在電壓差為2V，頻率20MHz左右的類正弦波下工作。較大的電源尖峰、瞬態大電流、持續極高頻的開關會降低LED燈的使用壽命。
電源波動大，降低電源壽命
如果5V40A電源滿負載工作，即40A電流負載，那么對于電源來講，電流變化將是安培級電流在20MHz左右持續振蕩。直流電源輸出端電容，在較高頻率的大電流波動下，等效內阻發熱，降低壽命，進而造成更大的模組尖峰。損壞的不僅僅是電源，而是模組上所有的元器件及驅動芯片。
EMI超標
持續頻率20MHz的類正弦波，每個驅動端口的電流變化在0mA到40mA左右，電源則是安培級電流在20MHz左右持續振蕩。這樣會導致整個箱體，在20MHz左右頻率點上的dBuV值疊加，最終導致EMI在該頻率點易超標準。
模組電容異響
電容響聲往往是由于電容發熱損壞造成。同理于電源電容，端口振蕩會更易造成電容損壞并發出異響。
振蕩的原因及防范措施
振蕩原因
以恒流源驅動芯片應用方案為例解釋OUT端口振蕩現象。
系統應用圖(含寄生參數)
電感L0、L1……LN是系統電源走線上的寄生電感，電容C0是走線寄生電容。
系統電源VIN上電時，OUT端口電壓下降超過LED燈電壓降后，OUT端口開始輸出電流，寄生電感L0~LN上的電流發生變化，因此系統電源走線上的電壓出現紋波。
上圖中，OUT端口輸出電流開啟，端口寄生電感L上產生電壓突波，同時電源VIN存在電壓紋波，因此芯片OUT端口出現較大幅度的電壓紋波。
LED顯示屏上所有的LED燈同時被點亮，即屏上所有驅動端口開啟輸出電流，在此瞬間OUT端口的電壓紋波來源：1)芯片OUT端口寄生電感產生OUT端口電壓紋波;2)各條電源或者地線上的寄生電感導致系統電源VIN上產生電壓紋波，串聯傳輸至芯片OUT端口。
另外，增加驅動端口響應時間的做法，會造成低灰顯示效果差的問題。
防范措施
從上述分析可知，避免端口振蕩的措施為：
1， 驅動芯片穩定性：更換穩定性更好的驅動芯片，從源頭上避免振蕩出現。
2， 模組走線優化，減少寄生電感：盡量采用地線，電源線鋪銅的方式，但是受限于板上空間限制，改善空間不大。
3， 模組電容加大：會帶來成本的增加。
結語
由于市面上某些驅動芯片的內部穩定性較差，在板上寄生電感影響下，出現驅動端口振蕩的問題。這樣會導致顯示效果差、縮短LED燈及電源壽命、更高的EMI、電容異響等問題。
采用穩定性較高的驅動芯片能夠避免出現端口振蕩問題。
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