‌TLC6983 48×16共阴极矩阵LED显示驱动器技术文档总结

随着窄像素间距LED显示屏或mini-and micro-LED产品的像素密度越来越高，迫切需要LED驱动器来应对这些关键挑战：超高集成度以满足严格的电路板空间限制，超低功耗以最大限度地减少系统级功耗，新接口可实现高数据刷新率和低EMI影响， 以及出色的显示性能，以满足日益增长的更高显示质量的需求。

TLC6983是一款高度集成的共阴极矩阵LED显示驱动器，具有48个恒流源和16个扫描FET。单个TLC6983能够驱动 16 × 16 个 RGB LED 像素，而堆叠两个 TLC6983 可以驱动 32 × 32 个 RGB LED 像素。为了实现低功耗，该器件通过其共阴极结构支持红色、绿色和蓝色LED的分离电源。此外，超低工作电压范围（Vcc 低至 2.5 V）和超低工作电流（Icc 低至 3.9 mA）显着降低了TLC6983的工作功率。
*附件：tlc6983.pdf

该TLC6983实现高速双边沿传输接口，支持高器件数、菊花链和高刷新率，同时最大限度地减少电磁干扰 （EMI）。该器件支持高达 25 MHz 的 SCLK（外部）和高达 160 MHz 的 GCLK（内部）。同时，该器件集成了增强电路和智能算法，解决了窄像素间距（NPP）LED显示应用和mini-micro-LED产品中的各种显示挑战：第一条扫描线变暗、上下重影、低灰度不均匀、耦合以及由开路或短路LED引起的毛毛虫，使该TLC6983成为此类应用的完美选择。

该TLC6983还在作过程中实现 LED 开路/弱短路/短路检测和移除，还可以将此信息报告给随附的数字处理器。

特性

• 分离的 VCC和 VR/G/B电源
  • VCC电压范围：2.5 V–5.5 V
  • VR/G/B电压范围：2.5 V–5.5 V
• 48 个电流源通道，电流范围为 0.2 mA 至 20 mA
  • 通道间精度：±0.5%（典型值）、±2%（最大值）;器件间精度：±0.5%（典型值），±2%（最大值）
  • 低拐点电压：0.26 V（最大值）当 I 外 = 5 毫安
  • 3 位（8 级）全局亮度控制
  • 8 位（256 级）颜色亮度控制
  • 最大 16 位（65536 步）PWM 灰度控制
• 16 个扫描线开关，R 为 190mΩDS（开）
• 超低功耗
  • 独立VCC低至 2.5 V
  • 最低 ICC低至 3.9 mA，采用 50 MHz GCLK
  • 智能省电模式
• 内置SRAM，支持1 - 32复用
  • 具有 16 个多路复用功能的单个设备，支持 32 个× 16 个 LED 或 16 个× 16 个 RGB 像素
  • 双器件可堆叠 32 个多路复用，支持 96 × 32 个 LED 或 32 × 32 个 RGB 像素
• 高速、低 EMI 连续时钟系列接口 （CCSI）
  • 只有三根线：SCLK/SIN/SOUT
  • 外部 25 MHz（最大值）SCLK，带双边沿传输机制（内部 50 MHz）
  • 内部倍频器，支持高GCLK频率
• 优化的显示性能
  • 上下重影消除
  • 低灰度增强
  • LED开路/短路/弱短路检测和去除

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
TLC6983是德州仪器（TI）推出的高集成度LED显示驱动芯片，专为窄像素间距（NPP）LED显示屏、迷你/微型LED产品设计。其主要特点包括：

• ‌电源分离设计‌：支持独立的VCC（2.5V–5.5V）和VR/G/B（2.5V–5.5V）电源，优化功耗管理。
• ‌48通道恒流源‌：每通道电流0.2mA–20mA，精度±0.5%（典型值），支持8位全局亮度控制（BC）和16位PWM灰度控制。
• ‌低功耗‌：最低工作电流3.9mA（50MHz GCLK），支持智能省电模式。
• ‌灵活驱动能力‌：单芯片支持16×16 RGB像素，双芯片堆叠可驱动32×32 RGB像素。

‌2. 关键特性‌

• ‌高速低EMI接口‌：连续时钟串行接口（CCSI），仅需SCLK/SIN/SOUT三线通信，支持25MHz外部时钟（内部50MHz）。
• ‌显示优化‌：消除上下行重影、低灰度增强、LED开路/短路检测及修复功能。
• ‌保护机制‌：热关断（TSD）、IREF电阻短路保护（ISP）、LED故障检测（LOD/LSD）。

‌3. 应用场景‌

• 窄像素间距LED显示屏
• 迷你/微型LED产品

‌4. 结构与引脚‌

• ‌封装选项‌：76引脚VQFN（9mm×9mm）或96引脚BGA（6mm×6mm）。
• ‌引脚功能‌：包含48个恒流输出（R0-R15/G0-G15/B0-B15）、16个扫描线开关（LINE0-LINE15）、电源及通信接口（SCLK/SIN/SOUT）。

‌5. 功能模式‌

• ‌独立/堆叠模式‌：支持单芯片驱动16×16矩阵或双芯片驱动32×32矩阵。
• ‌ 动态PWM算法（DS-PWM） ‌：提升刷新率（最高3840Hz）和低灰度均匀性。
• ‌诊断功能‌：实时检测LED开路/短路，并通过寄存器报告故障位置。

‌6. 寄存器配置‌

• ‌FC0-FC15寄存器‌：控制扫描线数量、子周期数、亮度调节、故障检测阈值等。
• ‌SRAM存储‌：双存储区（BANK A/B）切换实现高刷新率显示。

‌7. 设计建议‌

• ‌布局‌：缩短LED阳极与OUTXn引脚距离，对称布置扫描线以优化低灰度性能。
• ‌电源‌：VCC与VR可共用电源轨，VG/VB需独立供电，推荐添加0.1μF去耦电容。
• ‌热管理‌：GND散热焊盘需通过过孔连接至散热层。

‌8. 典型应用‌

• ‌4K微LED电视模块‌：96颗TLC6983驱动240×180像素，支持120Hz帧率、14位PWM分辨率。