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48通道LED标牌显示器驱动应用方案

电子设计 2018-04-12 09:41 次阅读

驱车行驶在城市的大街上时,环顾一下四周,您会看到越来越多的全色 LED 标牌及留言板出现在商店、饭店和办公大楼的外墙上。随着 LED 矩阵显示系统产量的快速增长,广告标牌现在可提供商店老板可承受的价格。为了支持这一需求,我们正在努力开发新技术,进一步优化可实现这些显示屏的 LED 驱动器。

今年年初,TI 推出了业界第一个 48 输出(48 通道)LED 标牌显示器驱动器产品系列。TLC5954、TLC5955 和 TLC5958 提供三个等级的集成度,支持不同程度的灵活性。

6.png

那为什么需要 48 组输出呢?在当前的 LED 标牌市场,16 输出驱动器使用量最大。在 TI,TI TLC5920 就是一个实例。因此,具有 48 组输出的器件是普通 16 输出器件通道数的三倍,不过更多的输出将支持全色标牌应用中红、绿、蓝 (RGB) 三种颜色的 LED 灯。

在典型 LED 显示系统设计中,一个模块包含 16 × 16 个像素(参见“LED 标牌术语”)和 3 个实现驱动所需的 16 通道器件:

  • IC1:16 × 16,红

  • IC2:16 × 16,绿

  • IC3:16 × 16,蓝

在将 3 个 16 输出器件的使用与一个 48 输出器件进行对比时,明显的优势是后者具有更高的集成度,可将 PCB 上驱动器 IC 的数量减少 3 倍。这可简化 PCB 布局。

以下是采用 3 个 16 输出驱动器的普通 LED 布局与采用 1 个 48 输出驱动器的相同布局的比较。在每张图的上半部分有 256 (= 16 × 16) 个 RGB 3 合 1 LED 灯,相当于 768 个独立 LED 灯。使用 48 通道驱动器可显著简化设计,无需线路跨接。

3 个 16 通道 LED 驱动器 IC

单个 48 通道 LED 驱动器 IC

例如,我们可以看看采用 48 通道 TLC5958 的 TI Design。在本实例中,4 层电路板上有一个 64 × 64 像素的矩阵设计,它比以上实例大 16 倍,总共有 12,288 个 LED。

当您考虑在下一款设计中采用这些 48 通道驱动器时,这里提供的一些信息可帮助您为系统选择理想的器件。此外,您还可以观看视频《业界第一个 48 通道 LED 显示器驱动器系列》。

TLC5954 LED 驱动器使用最简单,不仅集成亮度控制功能,而且还可通过软件提供高度的灵活性。它没有集成 PWM 生成逻辑,但包含可直接控制输出级开关的长移位寄存器。要驱动 TLC5954,需要一款功能强大的处理器(FPGADSP 和/或 ASIC)向移位寄存器发送开关数据。TLC5954 的优势在于软件代码可通过处理器做您想做的任何事情。例如,您可实施复杂而精密的扩频 PWM 信号控制来避免或最小化 EMI 问题。

TLC5955 LED 驱动器在集成度和灵活性方面处于这 3 款器件的中间水平。该器件集成业经验证的 ES-PWM 控制,允许使用较低功耗处理器控制该驱动器。

48 通道 LED 显示器驱动器系列的第三款器件是高度集成的 TLC5958。它集成 48Kb RAM,支持高达 32 倍的时分复用控制。该多路复用技术可减少 PCB 上的驱动器 IC 数量。如果没有集成 RAM,就很难实现高质量视频输出影像,因为时间空挡太短。此外,TLC5958 还集成预充电 FET 和低灰阶增强功能,特别适合高倍时分复用显示系统。

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发表于 04-18 19:10 252次 阅读
BQ50002 无线功率驱动器和解调器
信息描述 bq50002 是一款高度集成的无线电源发送器模拟前端,其中包含实现符合 WPC 标准的 5V 发送器所需的全部模拟组件。bq50002 将全桥电源驱动器与 MOSFET、变频振荡器、双通道通信解调器、线性稳压器以及保护电路相集成。为实现紧凑型双芯片无线电源发送器解决方案,bq50002 必须与数字控制器 bq500511 搭配使用。 bq500511 可安全接合 Rx 器件、接收充电器件传输的通信数据包以及根据 WPC v1.2 规范管理功率传输。 该系统支持外来物体检测 (FOD),具体方法是通过持续监视传输功率并将功率值与接收器报告的接收功率相比较。 该功能可防止因在无线电源传输场中错误放置金属物体而产生功率损耗。 为此,bq50002 使用电流感测放大器对输入直流电流进行高精度测量。 如果在功率传输过程中出现任何异常情况,bq500511 会对其进行处理并提供指示输出。 综合状态和故障监视特性可实现一个经 WPC 认证的低成本、稳健耐用的无线电源系统设计。bq50002 采用 5.00mm × 5.00mm 32 引脚散热增强型四方扁平无引线 (QFN) 封装。特性 符合无线充电联盟 (WPC) V1.2 A11 低功耗发送器规范的 5V 发送器模拟前端 (AFE)专为与 bq500511 WPC 控制器搭配...
发表于 04-18 19:10 246次 阅读
BQ500412 自由定位、符合 Qi 标准的无线电源发送器管理器
信息描述 bq500412 是一款符合 Qi 标准的超值解决方案,此解决方案集成了控制到单个 WPC1.1 兼容接收器无线电源传输所需的全部功能。 它与 WPC1.1 标准兼容,并且设计用于具有可选升压转换器的 12V,或 5V 系统,作为一个无线电源联盟 A6 类型自由定位发射器。 bq500412周围环境以寻找将被供电的 WPC 兼容器件,安全使用器件,接收来自被供电器件的数据包通信并根据 WPC1.1 技术规范管理电源传输。 为了大大增加无线电源控制应用中的灵活性, Dynamic Power Limiting (DPL) 在器件与 5V 输入电源供电的可选升压转换器一同使用时具有 bq500412 的性能。 Dynamic Power Limiting 通过无缝优化受限输入电源上可用功率的用量, 提高了用户体验。 通过持续监控已建立的电源传输的效率,bq500412 支持针对以往产品的外来物体检测 (FOD) 和增强性寄生金属检测 (PMOD),从而防止由于在无线电源传输场中错误放置金属物体而导致的电源丢失。 如果在电源传输期间发生任何异常情况,bq500412 对其进行处理并提供指示器输出。 综合状态和故障监视特性可实现一个低成本但是稳健耐用的,符合 Qi 标准的无线电源系统设计。 bq500412 采用 48 引脚,7mm ...
发表于 04-18 19:10 176次 阅读
BQ500215 BQ500215 固定频率 10W WPC1.1 无线电源发送器
信息描述bq500215 是一款专用数字无线电源控制器,它集成了控制无线电源传输至单个 WPC 兼容接收器所需的逻辑功能。bq500215 符合 WPC v1.2 标准,可输出高达 5W 的功率;使用专有的双向通信协议,结合 bq51025 无线电源接收器可实现高达 10W 的充电功率。bq500215 是一款智能器件,它可以定期询问周围环境中要充电的设备,检测充电板上是否有外来金属物体,监视所有无线充电设备的通信并按照充电设备的反馈来调整施加到发送器线圈上的电源。bq500215 还可以处理功率输出相关的故障条件,并控制运行模式状态指示灯。bq500215 使用电源电压控制机制代替传统的频率控制来调节传送到接收器的功率。特性经 Qi 认证的 WPC v1.2 解决方案,适用于 5W 运行,配合 TI bq51025 无线电源接收器可提供专有的 10W 充电能力专有 TI bq51025 接收器的认证协议 更快的充电时间 兼容标准 5W WPC 接收器12V 输入,固定频率,电源电压控制架构 符合无线电源联盟 (WPC) A29 发送器类型技术规范 通过 FOD Ping 实现增强型外来物体检测 (FOD),可在电源传输前检测金属物体空闲和“充电完成”期间低待机功耗 10 种可配置的 LED 模式,可指示充电状态和故障...
发表于 04-18 19:10 217次 阅读
BQ500212A 符合 Qi 标准的 5 V 无线电源发送器管理器
信息描述 bq500212A 是一款经 Qi 认证的超值解决方案,此解决方案集成了控制到单个 WPC1.1 兼容接收器无线电源传输所需的全部功能。 它与 WPC1.1 兼容,并且被设计成用于 5V 系统的无线电源联盟类型 A5 或 A11 发射器。 bq500212A周围环境以寻找将被供电的 WPC 兼容器件,安全使用器件,接收来自被供电器件的数据包通信并根据 WPC1.1 技术规范管理此电源传输。 为了最大限度地增加无线电源控制应用中的灵活性, Dynamic Power Limiting (DPL) 成为 bq500212A 的特性。 Dynamic Power Limiting 通过无缝优化受限输入电源上可用功率的用量提高用户体验。 通过持续监控已建立的电源传输的效率,bq500212A 支持针对以往产品的外来物体检测 (FOD) 和增强性寄生金属检测 (PMOD),从而防止由于在无线电源传输场中错误放置金属物体而导致的电源丢失。 如果在电源传输期间发生任何异常情况,bq500212A 对其进行处理并提供指示器输出。 综合状态和故障监视特性可实现一个低成本但是稳健耐用的,经 Qi 认证的无线电源系统设计。 bq500212A 采用 48 引脚,7mm x 7mm 四方扁平无引线 (QFN) 封装。特性 针对发射端应用的已经验证,经 Qi 认证...
发表于 04-18 19:10 235次 阅读
BQ40Z60 bq40z60 完整多节电池管理器
信息描述德州仪器 (TI) bq40z60 器件是一款可编程的电池管理单元,其集成有电池充电控制输出、电量监测和相关保护功能,能够完全自主地操作 2 至 4 节串联锂离子和锂聚合物电池组。此架构在电量监测处理器与电池充电器控制器之间实现内部通信,从而在系统负载瞬变和适配器电流限制期间根据外部负载条件和电源路径来源管理来优化充电量。可通过 NFET、电感和感测电阻等外部元件针对具体功率传输情况来调节充电电流效率。 该器件提供了电池阵列和系统安全功能,包括电池放电过流、充电短路和放电短路保护,以及针对 N 沟道 FET 的 FET 保护、内部 AFE 看门狗和电池断开连接检测。器件可通过固件提供更多保护 功能, 包括过压、欠压、过热等。特性全集成 2 节至 4 节串联锂离子或锂聚合物电池管理单元Pack+ 上的输入电压范围:2.5V 至 25V电池充电器效率 > 92%电池充电器工作范围:4V 至 25V针对外部 N 沟道场效应晶体管 (NFET) 的电池充电器 1MHz 同步降压控制器软启动,限制浪涌电流外部开关限流保护可编程充电支持 JEITA/增强型充电模式 电量监测用于库伦计数器的 16 位高分辨率积分器16 位模数转换器 (ADC),通过 16 通道多路复用器...
发表于 04-18 19:10 226次 阅读
BQ34Z110 用于铅酸电池的采用 Impedance Track™ 技术的宽量程电量测量计
信息描述 德州仪器 (TI) bq34z110 是一款独立于电池串联配置之外工作的电量计解决方案,此解决方案支持铅酸化学电池。 通过一个外部电压转换电路,可支持 4V 至 64V 的电池,可对此电路进行自动控制以减少系统功耗。bq34z110 器件提供几个接口选项,其中包括一个 I2C 从接口、一个 HDQ 从接口、一个或者四个直接 LED 接口、和一个警报输出引脚。 此外,bq34z110 提供对于外部端口扩展器(支持多于四个 LED)的支持。特性 支持铅酸化学电池 使用获得专利的 Impedance Track 技术,用于电压范围为 4V 至 64V 的电池老化补偿 自放电补偿支持的电池容量超过 65Ahr 支持高于 32A 的充放电电流 外部负温度系数 (NTC) 热敏电阻支持 支持两线制 I2C 和与主机系统进行通信的 HDQ 单线制通信接口 安全哈希算法 (SHA)-1,哈希消息认证码 (HMAC) 认证 一个或者四个直接显示控制 五个 LED 和通过端口扩展器的更多显示 精简的功率模式(典型电池组运行范围条件)正常运行:平均值 < 140µA 睡眠模式:平均值 < 64µA 完全睡眠模式:平均值 < 19µA 封装:14 引脚薄型小外形尺寸封装 (TSSOP)电路图、引脚图和封装图...
发表于 04-18 19:10 180次 阅读
BQ34Z100 1s 至 16s Impedance Track 电量监测
信息描述 德州仪器 (TI) bq34z100 是独立于电池节串联配置之外工作的电量计解决方案,并支持宽范围的锂离子和 LiFePO4 电池化学成分。 通过一个外部电压转换电路,可支持 3V 至 65V 的电池,可对此电路进行自动控制以减少系统功耗。bq34z100 器件提供几个接口选项,其中包括一个 I2C 从接口、一个 HDQ 从接口、一个或者四个直接 LED 接口、和一个警报输出引脚。 此外,bq34z100 提供对于外部端口扩展器(支持多于四个 LED)的支持。特性 支持锂离子和橄榄石型磷酸锂铁 (LiFePO4) 化学电池 使用获得专利的 Impedance Track 技术估算电压范围为 3V 至 65V 的电池的电容量老化补偿 自放电补偿支持的电池容量超过 65Ahr 支持高于 32A 的充放电电流 外部负温度系数 (NTC) 热敏电阻支持 支持两线制 I2C 和与主机系统进行通信的 HDQ 单线制通信接口 安全哈希算法 (SHA)-1 / 哈希消息认证码 (HMAC) 认证 一个或者四个直接显示控制 五个 LED 和通过端口扩展器的更多显示 精简的功率模式(典型电池组运行范围条件)正常运行:平均值 < 140µA 睡眠模式:平均值 < 64µA 完全睡眠模式:平均值 < 19µA封装:14 引脚薄型小外形尺寸...
发表于 04-18 19:10 646次 阅读
BQ40Z50 1 节、2 节、3 节和 4 节锂离子电池组管理器
信息描述 bq40z50 器件采用已获专利的 Impedance Track 技术,是一款基于电池组的单芯片全集成解决方案,针对 1 节、2 节、3 节和 4 节串联锂离子或锂聚合物电池组提供电量监测、保护及认证等一些列丰富的功能。bq40z50 器件利用其集成的高性能模拟外设,测量锂离子或锂聚合物电池的可用容量、电压、电流、温度和其他关键参数,保留准确的数据记录,并通过 SMBus v1.1 兼容接口将这些信息报告给系统主机控制器。 bq40z50 器件为主机系统提供最大的功率和电流,从而支持 Turbo 升压模式。 该器件还支持电池跳变点,从而在预设的充电阈值状态向主机系统发送 BTP 中断信号。 bq40z50 针对过压、欠压、过流、短路电流、过载和过热情况,以及其他电池组和电池相关故障提供基于软件的 1 级和 2 级安全保护。具有针对认证码密钥的安全内存的 SHA-1 认证能够识别真正的电池组。这个紧凑的 32 导线 QFN 封装在尽可能地提供电池电量测量应用的功能性和安全性的同时,最大限度地降低解决方案成本和智能电池的尺寸。特性全集成 1 节、2 节、3 节和 4 节串联锂离子或锂聚合物电池组管理器及保护 下一代已获专利的 Impedance Track 技术可准确测量锂离子和锂聚合物电池...
发表于 04-18 19:10 1026次 阅读
BQ3060 符合 SBS 1.1 的电量监测计和保护器
信息描述 The Texas Instruments bq3060 Battery Manager is a fully integrated, single-chip, pack-based solution that provides a rich array of features for gas gauging, protection, and authentication for 2, 3, or 4 series cell Li-Ion battery packs. With a footprint of merely 7.8 mm × 6.4 mm in a compact 24-pin TSSOP package, the bq3060 maximizes functionality and safety while dramatically cutting the solution cost and size for smart batteries. Using its integrated high-performance analog peripherals, the bq3060 measures and maintains an accurate record of available capacity, voltage, current, temperature, and other critical parameters in Li-Ion or Li-Polymer batteries, and reports the information to the system host controller over an SMBus 1.1-compatible interface.The bq3060 provides software-first level and second level safety protection on overvoltage, undervoltage, overtemperature, and overcharge, as well as hardware-overcurrent in discharge, short circuit in...
发表于 04-18 19:10 307次 阅读
BQ27545-G1 单节、电池组端 Impedance Track 电量监测计
信息描述bq27545-G1 锂离子电池电量计是一款微控制器外设,此外设能够提供针对单节锂离子电池组的电量计量。此器件只需开发较少的系统微控制器固件即可实现精确的电池电量计量。bq27545-G1 安装于电池组内或者带有一个嵌入式电池(不可拆卸)的系统主板上。 bq27545-G1 使用已经获得专利的 Impedance Track™ 算法来进行电量计量,并提供诸如剩余电量 (mAh)、充电状态 (%)、续航时间(最小值)、电池电压 (mV) 和温度 (°C) 等信息。该器件还提供针对内部短路或电池端子断开事件的检测功能。bq27545-G1 还 具有 针对安全电池组认证(使用 SHA-1/HMAC 认证算法)的集成支持功能。 该器件还采用 15 焊球 Nano-Free™ DSBGA 封装 (2.61 mm × 1.96 mm),非常适合空间受限的 应用。特性适用于 1 节 (1sXp) 锂离子电池的电池电量计 应用 支持高达 14500mAh 的容量 微控制器外设提供:用于电池温度报告的内部或者外部温度传感器安全哈希算法 (SHA)-1 / 哈希消息认证码 (HMAC) 认证使用寿命的数据记录64 字节非易失性暂用闪存 基于已获专利的 Impedance Track™技术的电池电量计量用于电池续航能力精确预测的电池放电模拟曲线针对电池老化、电...
发表于 04-18 19:10 270次 阅读
BQ27010 单节锂电池和锂聚合物电池电量监测计 IC
信息描述The bqJUNIOR™ series are highly accurate stand-alone single-cell Li-Ion and Li-Pol battery capacity monitoring and reporting devices targeted at space-limited, portable applications. The IC monitors a voltage drop across a small current sense resistor connected in series with the battery to determine charge and discharge activity of the battery. Compensations for battery age, temperature, self-discharge, and discharge rate are applied to the capacity measurments to provide available time-to-emptyinformation across a wide range of operating conditions. Battery capacity is automatically recalibrated, or learned, in the course of a discharge cycle from full to empty. Internal registers include current, capacity, time-to-empty, state-of-charge, cell temperature and voltage, status, and more.The bqJUNIOR can operate directly from single-cell Li-Ion and Li-Pol batteries and communicates to the system over a HDQ one-wire or I2C serial interface.特...
发表于 04-18 19:10 167次 阅读
BQ27541-G1 具有集成 LDO 的电池组端 Impedance Track 电池电量监测
信息 Texas仪器bq27541-G1锂离子电池电量计是一种微控制器外围设备,可为单节锂离子电池组提供电量计量。该器件几乎不需要系统微控制器固件开发来实现精确的电池电量计量bq27541-G1位于电池组内或系统主板上,带有嵌入式电池(不可拆卸)。 bq27541-G1使用获得专利的Impedance Track™算法进行电量计量,并提供剩余电池容量(mAh),充电状态(%)等信息,运行时间为空(最小),电池电压(mV)和温度(°C)。它还提供内部短路或制表断开事件的检测。 bq27541-G1还使用SHA-1 / HMAC认证算法集成了对安全电池组认证的支持 优势特点 用于1系列(1sXp)锂离子电池应用的电池电量计32Ahr容量 微控制器外设提供: 精确的电池电量计支持高达32Ahr 用于电池温度报告的内部或外部温度传感器 SHA-1 / HMAC认证 终身数据记录 > 64字节的非易失性划痕垫FLASH 基于专利阻抗跟踪技术的电池电量计量 模型电池放电曲线,用于准确的时间到空预测 自动调整电池老化,电池自放电,&n温度/速率低效 低值检测电阻(5mΩ至20mΩ) 高级电量计功能 内部短暂检测 标签断开检测 ...
发表于 04-18 19:10 433次 阅读
BQ24278 具有电源路径的 2.5A 单输入单节开关模式锂离子电池充电器
信息描述 bq24278 高度集成的单节锂离子电池充电器和系统电源路径管理器件针对空间有限且带有高容量电池的便携式应用。 单节充电器由一个诸如 AC(交流)适配器或者无线电源的专用充电源供电运行。此电源路径管理特性使得 bq24278 能够在为电池独立充电的同时从一个高效 DC 到 DC 转换器为系统供电。 此充电器一直监视电池电流并在系统负载所需电流超过输入电流限制时减少充电电流。 这样可实现正常的充电终止和定时器运行。 系统电压被调节至电池电压,但不会下降至低于 3.5V。 最小系统电压支持使得此系统能够与一个残次品或者有缺失的电池组一起运行并且即使在电池完全放电或者无电池的情况下也可实现瞬时系统启动。 当适配器不能传送峰值系统电流时,此电源路径管理架构还允许电池补充系统电流需要。 这样可使用较小的适配器。 电池充电经历以下三个阶段:充电,恒定电流和恒定电压。 在所有的充电阶段,一个内部控制环路监视 IC 结温并且在超过内部温度阀值的情况下减少充电电流。 此外,bq24278 提供一个基于电压的电池组热敏电阻器监控输入 (TS) 来监控电池温度以保证安全充电。特性 具有独立电源路径控制的高效开关模式充电器从深度放电电池或者在无电...
发表于 04-18 19:10 350次 阅读