超低压设计16位恒流LED驱动带来超节能方案

1、低功耗LED显示屏驱动Double Microelectronics Corporation of Shanghai主要内容得倍电子DBIC简介LED显示屏特点及问题低压差LED驱动技术及方案低压差LED驱动节能降耗分析 DBIC简介 DBIC公司是由留美、留德学者与国内航天集成电路资深专家于2004年创立。公司总裁乔红瑗先生曾从事我国航天集成电路工作近20年，在集成电路设计、制作对产品性能、可靠性的影响方面有着独到见解和丰富的经验。作为集成电路设计公司，DBIC致力于自主研发、求实创新的思路，并已经通过了ISO9001：2008质量体系认证，完成了单芯片高压电源管理IC、LED照明、显示驱动

2、IC的系列产品以及高压、高性能通讯接口IC的开发。 主要团队成员总裁兼CEO: 乔红瑗 1983年毕业于清华大学无线电工程系。在航空航天部研究所和设计公司工作二十多年，从事过半导体工艺开发，集成电路产品开发，集成电路生产线管理，所领导等工作，还作为集成电路设计公司核心管理团队成员成功地创立过一家设计公司等工作。乔先生以他在设计，市场和管理方面的丰富经验，以及在模拟技术领域的深入理解，领导着得倍电子建立完善的财务，质量，产品开发，人事和市场销售管理制度，拥有多项发明专利和集成电路布局布线版权。 半导体技术理事上海信息化理事DBIC主要里程碑2004年成立于上海2005年被工信部认定为集成电路设计

3、企业2005年11月SLIC电路通过功能测试2006年获国家科技部创新基金2007年上海信息委电子发展基金的资助2008年乔红瑗先生被选为理事2009年上海浦东新区科委认定为企业研发中心 上海半导体照明行业协会理事单位专利正在申请的专利：1）DBLED（Driver Buit-in LED） 2）无电解电容AC LED驱动集成电路设计版权序号布图设计名称登记号申请日创作完成日颁证日1D257 AC/DC高效低功耗电流型PWM控制器BS.06500033.12006.01.232005.09.162006.3.202D2257 AC/DC电流型PWM控制器BS.06500031.52006.01

4、.232005.09.162006.3.203D256 DC/DC电流型升压PWM控制器BS.06500032.32006.01.232005.10.122006.3.204D231 DC/DC电压转换器BS.06500394.22006.12.212006.09.102007.02.065D246 DC/DC电流型升压PWM控制器BS.06500387.X2006.12.212006.01.102007.02.066D485高ESD RS-485接口电路BS.06500395.02006.12.212005.11.102007.02.067D531单路程控交换机接口电路BS.06500393

5、.42006.12.212005.11.102007.02.088D532双路程控交换机接口电路BS.06500391.82006.12.212005.12.102007.02.069D631电波钟专用信号放大处理电路BS.06500392.62006.12.212006.09.102007.02.0610D3120单片降压PWM控制器BS.08500377.82008.08.172007.10.202008.10.3011D8103同步稳压型稳压器BS.08500378.62008.08.172007.12.052008.10.3012D3130 DC/DC电压转换器BS.08500379.

6、42008.08.172008.01.102008.10.3013D5011ABS轮速传感器信号处理芯片BS.08500380.82008.08.172007.09.102008.10.3014D4118内置功率管DC/DC单片降压开关式控制器BS.09500495.52009.08.212009.04.202009.11.1715D7150AC-DC LED驱动器BS.09500497.12009.08.212009.04.152009.11.1716D5100白光/蓝光LED驱动器BS.09500498.X2009.08.212009.03.282009.11.1717D7309通用I2C

7、接口协议可编程24路LED驱动BS.09500496.32009.08.212009.03.182009.11.17产品系列LED显示驱动：16位横流显示屏驱动， D5026， D5036（开发中） 霓虹驱动： 用于室外霓虹装饰效果的LED驱动 特点：功耗低，一致性好，低成本LED背光及照明驱动 小功率背光驱动： D256, D246, D266, D216，D5100，D5110 大功率照明用： AC/DC: D9910，D9920，D2110 DC/DC: D5130 特点：高效率，大功率，结构简单，低成本电流模式AC/DC转换控制器 副边反馈型：D2257, D257 原边反馈型： D2

8、106 特点：高转换效率，低standby，低EMI，方案总成本低，符合“Energy Star”强制要求 DC/DC转换控制器 升压型：D1301 降压型：D3130，D3132, D3133, D3134，D2596，D2595 同步转换型：D8103 特点：高效率，大功率，高电压，保护性能好，高可靠性LED显示屏市场市场规模：国内200亿，全球超400亿年增长率：预期未来5年仍会超过30%驱动力： Haitz定律 LED芯片成本降低(流明成本10年降10倍） LED发光效率提高（单芯片出光量增20倍) 节能环保LED显示屏市场应用机场、车站、港口、公共引导信息显示邮政、电信等公共场所信息

9、显示 证券交易、金融信息显示 道路交通信息显示广告媒体新产品 演出和集会 展览会 LED显示屏的特点Advantages of LED display可延展性Scalable: 尺寸、分辨率全彩colorful: 发光点由 RGB三原色组成可靠Robust: 无真空， No vacuum长寿命Longevity: 理论寿命100,000h 实际=30,000h环境友好environment friendly: 节省能源 无污染Problem-Heat波长漂移, 0.2-0.3nm/C输出亮度降低, 1%/C, R影响最显著波长，效率和结温Problem-Heat波长漂移, 0.2-0.3nm/

10、C温升导致LED寿命缩短， 结温从63C升高到74C, LED 36,000h to 16,000h输出亮度降低, 1%/C, R影响最显著寿命和结温Problem-Heat波长漂移, 0.2-0.3nm/C浪费能量，提高了使用者成本温升导致LED寿命缩短， 结温从63C升高到74C, LED 36,000h to 16,000h过多散热部件导致系统成本升高 输出亮度降低, 1%/C, R影响最显著Where dose Heat come from? Heat-Hate 电源电压: 5V, LED: LED G/B Vfwd=3.2V，R Vfwd=2V LED: 发光效率20%, 占总发热5

11、0% -efficiency improvement of LED chip 控制器及连接线等: =45% Solutions因LED驱动部分导致了30%以上的能量消耗和发热量 引入低电压供电 挑战点:低压差下，驱动芯片输出能力和可控性D5026A-The choice 得倍电子推出的D5026A 是一款专用于大屏幕LED低压差、高精度16位恒流驱动芯片。内含高精度电流驱动电路、16位移位寄存器、锁存器、温度补偿电路等。D5026A与其它同类IC输出特性比较台湾某公司5026D5026AD5026A与其它同类IC输出特性比较COOL超低压差恒流输出设计 D5026A采用专利技术（专利号：2.0

12、）设计的超低压差恒流输出使得供电电压低至几十毫伏（20mA)。由此可使得系统供电电压降至LED二极管的最小导通电压，最大限度降低系统能耗。COOLD5026A产品特点D5026A采用专利技术设计的超低压差恒流输出使得供电电压可以很低，从而可节电达30%以上，驱动芯片发热减少90%以上。零温度补偿系数设计使得芯片在-40度到+85度间输出电流变化极小。所有端口采用施密特输入设计使得芯片抗干扰能力大大加强。D5026A 采用内置逻辑修调技术，可使得芯片输出电流绝对值高度一致，从而不必分类，保障各批次间芯片永远可以直接互换。所有批次间电流基准值偏差小于0.5%.D5026A节能方案 D5026A方案

13、特点目前普通的LED驱动芯片要求有较高的输出级压降，所以采取驱动方案是红、绿、蓝 三色LED的电源电压均需接+5V D5026A独特的超低压降特性，可使其工作在 3.3V电压以下，因此D5026A可以采用低电压的驱动方案，即驱动绿、蓝LED时电源电压+3.8V，驱动红色LED时电源电压+2.5V COOD5026A方案节能效果分析 Less heat: 发热量减小30%以上 简化LED显示屏的散热设计 驱动电路和LED版一体化 3m4m P10 普通16路5V工作电压，D5026A用3.8V驱动G、B，2.5V驱动R， 普通LED驱动最大功耗为5.88KW； D5026A最大功耗为3.95KW

14、。直接减少功耗1.93KW，而这些功耗过去都是通过发热白白浪费掉。使用D5026A后不仅立刻节电32.8%，而且大大降低了系统的发热，降低散热成本，节约使用成本，从而提高了系统可靠性和使用寿命。 Less Power：省电30%以上, 较长的使用周期 CompatibilityD5026A和现有同类型产品完全兼容 单路驱动电流范围：290mA 超低压差：30mV ( IOUT=10 mA ) 高恒流精度：最大偏差，非典型值，不分类 between channel 2% between IC 3% 所有批次电流基准值偏差0.5% 温度系数：小于50PPM （-40+85） 高达25MHz时钟频率 工作电压范围：3.3V-5.5V 抗静电能力：大于4KV 工