一种三基色LED驱动原理及应用IC线路设计方案

时间:2022-03-17作者:佚名

三基色组成方式

在三基色设计应用中通常是,通过调节设定LED电流来达到白平衡和最大的期望亮度值。

我们一般将最简单、最优化的配色方式作为,设计全彩显示技术的颜色再现方法。白平衡是检验颜色组成的重要标志之一。三基色白光一般是红绿蓝三基色按亮度比例混合而成,当光线中绿色的亮度为69%,红色的亮度为21%,蓝色的亮度为10%时,混色后人眼感觉到的是纯白色。早前的CRT电视机到现在的LCD 液晶显示都是这样组成的,LED当然将成熟的技术照搬。

LED 红、绿、蓝三色的色品坐标因工艺过程等原因无法达到全色谱的效果,而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光,称为配色。当为全彩色LED显示屏进行配色前,为了达到最佳亮度和最低的成本,应尽量选择三原色发光强度成大致为3:6:1 比例的LED 器件组成像素。白平衡要求三种原色在相同的调配值下合成的仍旧为纯正的白色。单就LED来说是很难实现,为了解决此类问题,一般IC都会设计设置电流大小的功能,便于不同批次LED都可以达到同样的白光效果。

我们一般把可以合成的颜色叫做,原色;在应用中的红、绿、蓝三色叫做,基色。色度图中的三个顶点为理想的原色波长。如果原色有偏差,则可合成颜色的区域会减小,光谱表中的三角形会缩小,从视觉角度来看,色彩不仅会有偏差,丰富程度减少,见下图。

LED 发出的红、绿、蓝光线根据其不同波长特性可大致分为紫红、纯红、橙红、橙、橙黄、黄、黄绿、纯绿、翠绿、蓝绿、纯蓝、蓝紫等,橙红、黄绿、蓝紫色较纯红、纯绿、纯蓝价格上便宜很多。三个原色中绿色最为重要,因为绿色占据了白色中69%的亮度,且处于色彩横向排列表的中心。因此在权衡颜色的纯度和价格两者之间的关系时,绿色是着重考虑的对象。

三基色PWM调光

PWM Dimming (脉宽调制),是LED最佳的灰度调节方式。PWM说的容易理解些,就是控制LED开和关的时间比例,将开和关的时间比例划分为若干等级,LED就会显示出相应数量的灰阶。

PWM频率:刚才说了PWM就是打开和关闭LED的时间比例实现的,但是开关次数不能使太低,最起码要欺骗过眼睛。借鉴电视机的经验一般大于100Hz,有些LED显示屏会受到摄像机的拍摄,有条件的建议设计在300-500Hz较为合理。

在三基色设计应用中通常是,通过调节LED电流来达到白平衡和最大的期望亮度,通过控制PWM来实现灰阶等级。LED领域灰度等级数目分别有7色、8 级、16级、32级、64级、128级、256级、512级等几种方式。也可以是不同的数量级,这些数量等级主要是便于数字线路数据处理而已。比如非要划分为100级,那也是可以的。

三基色的灰度等级乘积,是产品理论可以再现的颜色数量,通常我们说多少种颜色。例如:单色是256色,红256(级)×绿256(级)×蓝256(级)= 16777216(16KK种颜色)。

单色256级灰度已经完全满足眼睛的色域需要,目前的LCD液晶显示器就是这样,也是目前IC支持最多的灰阶之一。因LED色差较大有使用512级灰度,实际使用矫正后的部分灰度显示。512灰阶比较有代表性的IC有,MBI5030、TLC5940、DM137、DM133、DM412等。点校正的设计方法。这个方法用来在大型显示器中校准每个象素。校准完成后,或者说完成点校正之后,当显示器调整到某个特定亮度时,每个象素都能提供一样的亮度等级。

其它低灰阶等级,可以在设计时按需要不同选择。比如在商业装饰照明上面32级就够了,出文字符号等会更低。单色照明亮度调整16级即可满足要求。

通用型驱动方式-74HC595

74HC595通用逻辑器件,在数字线路上面一直扮演着重要的角色,在LED前阶段没有很好的IC支持时,74HC595串行数据传输在LED上得到了应用。在目前的产品设计中还是有许多厂家使用。实际优势并不明显,74HC595是解决了数据级联传输问题,但是IC并不恒流,一般是靠电阻限流或桥接小电流线路解决。长距离压差问题,恒流显得非常重要,恒流误差也会较大的影响高灰度表现。输出驱动讯号是类似PWM信号,灰度是控制器产生的,要是设计较大的项目,就需要较快的传输速度和刷新率,所以对控制器和线路级联要求相对较高。

目前使用74HC595并不节省成本。一是,时钟、锁存、灰度是并行传输,需要74HC245配合,这也是成本;二是,大数据量的传输速度会增加线路成本和控制器成本,开发难度高。总之,74HC595是借到LED领域使用的,利用三位显示RGB,闲置五位,一定会被专用IC所取代。已经使用习惯了,使用在要求不高的场合还是可以的,新上项目就不建议大家再使用。

WS2703 芯片是专门为LED驱动应用设计的芯片,可以应用于LED 显示系统,特比适合多离散点的级连应用。WS2703 提供了3 个恒定电流驱动输出,驱动电流最大为50mA。WS2703 芯片包括串行移位寄存器和输出寄存器。经串行移位寄存器,串移输入转为3bit 并行输出,并把该输出作为输出寄存器的输入。串移寄存器和输出寄存器由不同的时钟信号控制,并且都是在时钟信号的上升沿有效。WS2703 将控制信号驱动后输出,该输出可作为后级电路的输入信号。

恒流驱动设置

在WS2703中,各通道的通过的恒定电流可由与该通道电流反馈pin端所接的反馈电阻来设定。

恒压驱动

WS2703提供恒定电压驱动模式驱动LED,在该模式下,WS2703兼容ZQL9712。该模式(POL=高电平或者悬空),适用于驱动电流不大于50mA的情况。将Fig5中的RXFB设置为0,即直接将XFB短接到地, WS2703即可工作在该模式下。

外挂恒流驱动模式

相关阅读

城市环境艺术照明的表现

艺术设计的首要任务便是艺术主题的表现和视觉的舒适性。灯光的调度应随环境及意境而变化,它注重周围空间环境所产生的美学效果及由此对人们所产生的心理效应。因此,一切居住...
2022-07-15

夜景灯光环境规划设计的原则

夜景是展示园林景观形象的重要时空手段——白天以其造型点缀和美化环境供人观赏;晚上除担负照明功能之外,还构建了千姿百态的光彩世界引人入胜。 夜晚从飞机上俯视地面,城市...
2022-07-15

LED光源与霓虹灯的控制技术比较

由于 LED 光源 采用低压直流供电,它具有负载小、干扰弱的特点;霓虹灯采用高频高压供电,具有负载大、强干扰的选战。霓虹灯通常采用已经成熟的“并行”控制技术,而 LED 可采用...
2022-07-15

商业街夜景亮化不能忽视灯具的选择

灯具是连接光源和视角的媒介。不同的灯具有不同的保护光源的部件,以保证灯体发出的光能得到充分利用。 商业街夜景亮化的灯具设备的选择主要有两个作用,一是它的功能,满足人...
2022-07-22
商业街夜景亮化不能忽视灯具的选择

城市灯光秀对城市推动作用不容小觑

城市灯光秀 是科技与艺术的结合,是灯光设计者所推崇的一种光艺术创作方式,是人们喜爱的全新视觉体验,是摄影艺术家们的娱乐之地, 城市灯光秀 更是景区、城市宣传主题文化,...
2022-10-01
城市灯光秀对城市推动作用不容小觑

热销商品

拷边机 包缝机内六角上针匙 开刀 上针内6角螺丝刀扳手 1.5 1.6

拷边机(包缝机)专用内六角上针匙及开刀工具,适用于精确调整机针位置与维护设备。配备1.5mm与1.6mm两种规格的内六角螺丝刀扳手,专为紧固或拆卸上针螺丝设计,确保机针安...
1.65

暗装开关插座面板单开双控一开五孔二三极USB快充肤感超薄家用4开

暗装开关插座面板,简约设计,完美融入家居环境。单开双控,轻松实现远程控制,方便实用。一开五孔,满足多种电器插孔需求;二三极USB快充,快速充电,高效便捷。超薄设计,节省空...
1.2

鸿雁开关插座面板旗舰店家用暗装墙壁86型一开带五孔多孔X86-1

鸿雁开关插座面板旗舰店推出的家用暗装墙壁86型一开带五孔多孔X86-1,是一款设计精良、功能齐全的家居电气产品。该产品采用86型标准面板尺寸,安装方便,适用于各种暗...
4.71

不锈钢加厚镊子维修工具夹子圆头弯头防滑带齿止血烧烤夹茶杯水草

不锈钢加厚镊子维修工具夹子圆头弯头防滑带齿止血烧烤夹茶杯水草 这款不锈钢加厚镊子维修工具夹子是设计用于各种专业场合的多功能工具。它拥有一个厚实的手柄,确...
0.8

三色变光led筒灯2.5寸3W5瓦开孔6 7.5 8公分家用客厅嵌入式天花灯

三色变光LED筒灯,2.5寸精巧设计,功率可选3W/5W,适用于开孔直径6.7–8公分的家用嵌入式安装。采用高亮LED光源,支持暖光、自然光、白光三色切换,满足不同场景氛围需求。...
7.2

网站栏目