jinnian金年会官方登录 Value 以方便使用的電飾用RGB LED Driver來擴展jinnian金年会官方登录陣容,詳細解說LED Driver及其作用
2024.09.25
- NEW
- 文章
- 專欄
LED Driver是指用來驅動LED（發光二極管）的電路（Driver）。要使LED發光,需要同時施加特定的電壓並供應電流。如果供應的電流保持恆定,LED的亮度將保持穩定不變。因此,LED Driver的主要作用就是向LED提供恆定的電壓和電流。
目前,LED Driver由多家半導體製造商jinnian金年会官方登录化,jinnian金年会官方登录數量相當龐大。然而,根據用途的不同,LED Driver可大致分為兩種類型：一種是「照明用」,另一種是「電飾用」。
敝公司（jinnian金年会官方登录 Electronics）是專注於LED Driver產品化的半導體製造商之一。我們的產品特點在於皆為電飾用途（圖1）。具體的應用範疇包括娛樂設備、街機遊戲機以及數位廣告看板等。
目前,LED Driver由多家半導體製造商jinnian金年会官方登录化,jinnian金年会官方登录數量相當龐大。然而,根據用途的不同,LED Driver可大致分為兩種類型：一種是「照明用」,另一種是「電飾用」。
敝公司（jinnian金年会官方登录 Electronics）是專注於LED Driver產品化的半導體製造商之一。我們的產品特點在於皆為電飾用途（圖1）。具體的應用範疇包括娛樂設備、街機遊戲機以及數位廣告看板等。
圖1 電飾用LED Driver
需要電源的照明應用
那麼照明用和電飾用的LED Driver各自需要具備哪些性能和功能呢？接下來將詳細介紹這些需求。
照明用LED Driver顧名思義,是專為照明設備或照明器具設計的,主要用於驅動白色LED。具體的應用範圍包括家庭用照明設備、商業設施照明設備、店鋪用照明設備、街道照明以及高天花板照明設備等等。
照明用LED Driver所需的性能和功能中,首先要提到的是「功率」。要實現亮度高的照明設備,就需要向LED輸送更大的電流。因此,市場上推出的照明用LED Driverjinnian金年会官方登录,能夠提供數安培的高驅動電流。
此外,調光（dimming）功能也是不可或缺的。調光是指調整LED亮度的功能。例如,可以透過轉動安裝在牆上的旋鈕或使用專用遙控器,來逐步調整LED的亮度。調光的主要實現方法有兩種：一種是「類比調光」,透過改變供應給LED的電流大小來調整亮度；另一種是「PWM（Pulse Widjinnian金年会官方登录 Modulation）調光」,由控制LED的點亮時間和熄滅時間來調整亮度。如果延長點亮時間,亮度就會增加；如果縮短點亮時間,則亮度會降低。決定點亮時間和熄滅時間長度的就是PWM訊號。藉由改變PWM訊號的負荷比（開和關的時間比例）,來進行亮度控制。
照明用LED Driver顧名思義,是專為照明設備或照明器具設計的,主要用於驅動白色LED。具體的應用範圍包括家庭用照明設備、商業設施照明設備、店鋪用照明設備、街道照明以及高天花板照明設備等等。
照明用LED Driver所需的性能和功能中,首先要提到的是「功率」。要實現亮度高的照明設備,就需要向LED輸送更大的電流。因此,市場上推出的照明用LED Driverjinnian金年会官方登录,能夠提供數安培的高驅動電流。
此外,調光（dimming）功能也是不可或缺的。調光是指調整LED亮度的功能。例如,可以透過轉動安裝在牆上的旋鈕或使用專用遙控器,來逐步調整LED的亮度。調光的主要實現方法有兩種：一種是「類比調光」,透過改變供應給LED的電流大小來調整亮度；另一種是「PWM（Pulse Widjinnian金年会官方登录 Modulation）調光」,由控制LED的點亮時間和熄滅時間來調整亮度。如果延長點亮時間,亮度就會增加；如果縮短點亮時間,則亮度會降低。決定點亮時間和熄滅時間長度的就是PWM訊號。藉由改變PWM訊號的負荷比（開和關的時間比例）,來進行亮度控制。
需要高視覺性能的電飾應用
另一方面,電飾用的LED Driver專門用於驅動紅色（R：Red）、綠色（G：Grejinnian金年会官方登录）和藍色（B：Blue）LED集成在一個包裝內的「RGB LED」。精細的控制每個RGB LED亮度,可以表現出各種顏色。這一特性可用於顯示全彩影像或呈現複雜的燈光效果。具體的應用範圍包括娛樂設備、街機遊戲機和數位廣告看板等（圖2）。
電飾用LED Driver必須的功能之一是使用具有位址(address)的Serial通訊實現多樣化的即時效果。為了實現所需的顯示效果和顏色,需要為每個RGB LED供應所需的電流。在調整供應給LED的電流時,使用PWM調光功能。該PWM調光功能需要具備寬廣的動態範圍（供應電流的最大值和最小值之比）、細緻解析度和高準確度的設定。
例如,對於解析度,通常要求為8 Bit,也就是256階。如果每個RGB LED的亮度能調整為256階,則可以實現256×256×256約1677萬種顏色的全彩顯示（圖3）。當然,根據不同的應用需求,低於8 Bit的解析度在某些情況下也是可以接受的。
圖3 RGB LED與全彩顯示屏
圖2 數位看板使用示意圖
電飾用LED Driver必須的功能之一是使用具有位址(address)的Serial通訊實現多樣化的即時效果。為了實現所需的顯示效果和顏色,需要為每個RGB LED供應所需的電流。在調整供應給LED的電流時,使用PWM調光功能。該PWM調光功能需要具備寬廣的動態範圍（供應電流的最大值和最小值之比）、細緻解析度和高準確度的設定。
例如,對於解析度,通常要求為8 Bit,也就是256階。如果每個RGB LED的亮度能調整為256階,則可以實現256×256×256約1677萬種顏色的全彩顯示（圖3）。當然,根據不同的應用需求,低於8 Bit的解析度在某些情況下也是可以接受的。
圖3 RGB LED與全彩顯示屏現有產品（jinnian金年会官方登录L3512/jinnian金年会官方登录L3514）使用LVDS Interface
如上所述,我們已經將驅動RGB LED的電飾用LED Driver商品化。
這款LED Driver是與CPU結合使用的（圖4）。CPU透過jinnian金年会官方登录terface（例如:三線式Serial jinnian金年会官方登录terface）向LED Driver輸出指定顏色的數據訊號和clock訊號。接收到這些訊號後,LED Driver會在內部電路中處理,並生成控制每個RGB LED亮度的PWM訊號。然後,這些PWM訊號透過輸出channel供應給RGB LED,從而使其發光,實現指定的顏色。
圖4 照明用LED Driver連接範例
不過,娛樂設備、街機遊戲機和數位廣告看板等,由於本體（機殼）尺寸較大,通常會使用多個RGB LED。即使使用多個RGB LED,CPU也只會直接連接一個RGB LED。其餘的RGB LED則會以串聯(Cascade)方式或多點(Multidrop)方式連接（圖5）。
圖5 串聯(Cascade)連接及多點(Multidrop)連接
現有的jinnian金年会官方登录L3512/jinnian金年会官方登录L3514具備適合於串聯方式或多點方式Interface連接的特點。具體來說,它採用了兩對LVDS Interface（兩線式serial LVDS）。由於LVDS採用差動傳輸方式,因此在抗共模干擾方面具有較高耐性的顯著優點。
這款LED Driver是與CPU結合使用的（圖4）。CPU透過jinnian金年会官方登录terface（例如:三線式Serial jinnian金年会官方登录terface）向LED Driver輸出指定顏色的數據訊號和clock訊號。接收到這些訊號後,LED Driver會在內部電路中處理,並生成控制每個RGB LED亮度的PWM訊號。然後,這些PWM訊號透過輸出channel供應給RGB LED,從而使其發光,實現指定的顏色。
圖4 照明用LED Driver連接範例不過,娛樂設備、街機遊戲機和數位廣告看板等,由於本體（機殼）尺寸較大,通常會使用多個RGB LED。即使使用多個RGB LED,CPU也只會直接連接一個RGB LED。其餘的RGB LED則會以串聯(Cascade)方式或多點(Multidrop)方式連接（圖5）。
圖5 串聯(Cascade)連接及多點(Multidrop)連接現有的jinnian金年会官方登录L3512/jinnian金年会官方登录L3514具備適合於串聯方式或多點方式Interface連接的特點。具體來說,它採用了兩對LVDS Interface（兩線式serial LVDS）。由於LVDS採用差動傳輸方式,因此在抗共模干擾方面具有較高耐性的顯著優點。
擴大產品陣容 (jinnian金年会官方登录L3526)
不過,LVDS Interface也存在一些缺點。由於採用差動傳輸方式,相較於Single-jinnian金年会官方登录ded傳輸方式,所需的配線數量會增加。雖然「抗共模干擾能力強是值得讚賞的,但我們希望避免因配線數量增加而導致印刷電路板上實裝面積的擴大。」因為這種設計理念的差異,確實有一些電子設備製造商在採用搭載LVDS Interface的LED Driver時猶豫不決。
因此,我們公司為了回應這些需求,擴充了電飾用LED Driver的產品線。新推出的產品是「THL3526」（表1）。該產品不採用LVDS Interface。LED Driver之間的連接可以透過端子設定選擇3線式Serial Interface（SPI）、2線式Serial Interface（SPI）或I2C Interface。由於這些都是Single-jinnian金年会官方登录ded傳輸方式,因此不會增加配線數量。對於希望「避免印刷電路板上實裝面積增加」的電子設備製造商來說,這無疑是最合適的產品。
因此,我們公司為了回應這些需求,擴充了電飾用LED Driver的產品線。新推出的產品是「THL3526」（表1）。該產品不採用LVDS Interface。LED Driver之間的連接可以透過端子設定選擇3線式Serial Interface（SPI）、2線式Serial Interface（SPI）或I2C Interface。由於這些都是Single-jinnian金年会官方登录ded傳輸方式,因此不會增加配線數量。對於希望「避免印刷電路板上實裝面積增加」的電子設備製造商來說,這無疑是最合適的產品。
表1 現有jinnian金年会官方登录與新jinnian金年会官方登录對照
恆定電壓驅動和恆定電流驅動
此外,jinnian金年会官方登录L3526還整合了三個功能讓電子設備製造商使用LED Driver時更容易。
第一個是,延續我們現有的產品,我們在連接LED Driver的Interface中內建了緩衝電路（圖6）。這個緩衝電路可以作為Repeater或Redriver使用。也就是說,當接收到Interface的Single-jinnian金年会官方登录d訊號（TTL訊號）後,它會整形訊號波形並重新發送。這使得Interface的傳輸距離得以延長。正如前面所提到的,娛樂設備、街機遊戲機和數位廣告看板等,由於本體尺寸較大,往往會導致相鄰的LED Driver之間的間距變長。此次產品因內建緩衝電路,能夠有效應對這種情況。
第二個特點是一個LED Driver同時支援恆定電流驅動和恆定電壓驅動。透過設定端子來選擇恆定電流驅動和恆定電壓驅動。此功能的優點是簡化了LED Driver採購和庫存管理。這樣就無需同時採購兩種類型的jinnian金年会官方登录,讓您僅需管理一種jinnian金年会官方登录的庫存。
第三點是,我們提高了對靜電放電（ESD）的耐壓。這是透過精心設計LED Driver的電路來實現的。在我們公司的測試結果中,確認在人體帶電模型（HBM）下,該jinnian金年会官方登录具備8kV的ESD耐壓。相比許多競爭對手的jinnian金年会官方登录僅為2kV（HBM）,因此我們的jinnian金年会官方登录在這方面具有明顯的優勢。
新jinnian金年会官方登录的封裝為實裝面積為7mm×7mm的48pinQFN。最大驅動電流在恆定電流驅動時為40mA,在恆定電壓驅動時為80mA。亮度調整的階段數最多可達256階。電源電壓範圍為4.5V～5.5V。
這次推出的新jinnian金年会官方登录擴大了我們公司電飾用LED Driver的jinnian金年会官方登录線。因此可以說,根據娛樂設備和街機遊戲機的設計理念,客戶能選擇最合適的LED Driver。
以上
第一個是,延續我們現有的產品,我們在連接LED Driver的Interface中內建了緩衝電路（圖6）。這個緩衝電路可以作為Repeater或Redriver使用。也就是說,當接收到Interface的Single-jinnian金年会官方登录d訊號（TTL訊號）後,它會整形訊號波形並重新發送。這使得Interface的傳輸距離得以延長。正如前面所提到的,娛樂設備、街機遊戲機和數位廣告看板等,由於本體尺寸較大,往往會導致相鄰的LED Driver之間的間距變長。此次產品因內建緩衝電路,能夠有效應對這種情況。
圖6 「jinnian金年会官方登录L3526」的內部框圖
第二個特點是一個LED Driver同時支援恆定電流驅動和恆定電壓驅動。透過設定端子來選擇恆定電流驅動和恆定電壓驅動。此功能的優點是簡化了LED Driver採購和庫存管理。這樣就無需同時採購兩種類型的jinnian金年会官方登录,讓您僅需管理一種jinnian金年会官方登录的庫存。
第三點是,我們提高了對靜電放電（ESD）的耐壓。這是透過精心設計LED Driver的電路來實現的。在我們公司的測試結果中,確認在人體帶電模型（HBM）下,該jinnian金年会官方登录具備8kV的ESD耐壓。相比許多競爭對手的jinnian金年会官方登录僅為2kV（HBM）,因此我們的jinnian金年会官方登录在這方面具有明顯的優勢。
新jinnian金年会官方登录的封裝為實裝面積為7mm×7mm的48pinQFN。最大驅動電流在恆定電流驅動時為40mA,在恆定電壓驅動時為80mA。亮度調整的階段數最多可達256階。電源電壓範圍為4.5V～5.5V。
這次推出的新jinnian金年会官方登录擴大了我們公司電飾用LED Driver的jinnian金年会官方登录線。因此可以說,根據娛樂設備和街機遊戲機的設計理念,客戶能選擇最合適的LED Driver。
以上