超低壓設(shè)計16位恒流LED驅(qū)動帶來超節(jié)能方案

1、低功耗LED顯示屏驅(qū)動Double Microelectronics Corporation of Shanghai主要內(nèi)容得倍電子DBIC簡介LED顯示屏特點及問題低壓差LED驅(qū)動技術(shù)及方案低壓差LED驅(qū)動節(jié)能降耗分析 DBIC簡介 DBIC公司是由留美、留德學(xué)者與國內(nèi)航天集成電路資深專家于2004年創(chuàng)立。公司總裁喬紅瑗先生曾從事我國航天集成電路工作近20年，在集成電路設(shè)計、制作對產(chǎn)品性能、可靠性的影響方面有著獨到見解和豐富的經(jīng)驗。作為集成電路設(shè)計公司，DBIC致力于自主研發(fā)、求實創(chuàng)新的思路，并已經(jīng)通過了ISO9001：2008質(zhì)量體系認(rèn)證，完成了單芯片高壓電源管理IC、LED照明、顯示驅(qū)動

2、IC的系列產(chǎn)品以及高壓、高性能通訊接口IC的開發(fā)。 主要團(tuán)隊成員總裁兼CEO: 喬紅瑗 1983年畢業(yè)于清華大學(xué)無線電工程系。在航空航天部研究所和設(shè)計公司工作二十多年，從事過半導(dǎo)體工藝開發(fā)，集成電路產(chǎn)品開發(fā)，集成電路生產(chǎn)線管理，所領(lǐng)導(dǎo)等工作，還作為集成電路設(shè)計公司核心管理團(tuán)隊成員成功地創(chuàng)立過一家設(shè)計公司等工作。喬先生以他在設(shè)計，市場和管理方面的豐富經(jīng)驗，以及在模擬技術(shù)領(lǐng)域的深入理解，領(lǐng)導(dǎo)著得倍電子建立完善的財務(wù)，質(zhì)量，產(chǎn)品開發(fā)，人事和市場銷售管理制度，擁有多項發(fā)明專利和集成電路布局布線版權(quán)。 半導(dǎo)體技術(shù)理事上海信息化理事DBIC主要里程碑2004年成立于上海2005年被工信部認(rèn)定為集成電路設(shè)計

3、企業(yè)2005年11月SLIC電路通過功能測試2006年獲國家科技部創(chuàng)新基金2007年上海信息委電子發(fā)展基金的資助2008年喬紅瑗先生被選為理事2009年上海浦東新區(qū)科委認(rèn)定為企業(yè)研發(fā)中心 上海半導(dǎo)體照明行業(yè)協(xié)會理事單位專利正在申請的專利：1）DBLED（Driver Buit-in LED） 2）無電解電容AC LED驅(qū)動集成電路設(shè)計版權(quán)序號布圖設(shè)計名稱登記號申請日創(chuàng)作完成日頒證日1D257 AC/DC高效低功耗電流型PWM控制器BS.06500033.12006.01.232005.09.162006.3.202D2257 AC/DC電流型PWM控制器BS.06500031.52006.01

4、.232005.09.162006.3.203D256 DC/DC電流型升壓PWM控制器BS.06500032.32006.01.232005.10.122006.3.204D231 DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器BS.06500394.22006.12.212006.09.102007.02.065D246 DC/DC電流型升壓PWM控制器BS.06500387.X2006.12.212006.01.102007.02.066D485高ESD RS-485接口電路BS.06500395.02006.12.212005.11.102007.02.067D531單路程控交換機(jī)接口電路BS.06500393

5、.42006.12.212005.11.102007.02.088D532雙路程控交換機(jī)接口電路BS.06500391.82006.12.212005.12.102007.02.069D631電波鐘專用信號放大處理電路BS.06500392.62006.12.212006.09.102007.02.0610D3120單片降壓PWM控制器BS.08500377.82008.08.172007.10.202008.10.3011D8103同步穩(wěn)壓型穩(wěn)壓器BS.08500378.62008.08.172007.12.052008.10.3012D3130 DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器BS.08500379.

6、42008.08.172008.01.102008.10.3013D5011ABS輪速傳感器信號處理芯片BS.08500380.82008.08.172007.09.102008.10.3014D4118內(nèi)置功率管DC/DC單片降壓開關(guān)式控制器BS.09500495.52009.08.212009.04.202009.11.1715D7150AC-DC LED驅(qū)動器BS.09500497.12009.08.212009.04.152009.11.1716D5100白光/藍(lán)光LED驅(qū)動器BS.09500498.X2009.08.212009.03.282009.11.1717D7309通用I2C

7、接口協(xié)議可編程24路LED驅(qū)動BS.09500496.32009.08.212009.03.182009.11.17產(chǎn)品系列LED顯示驅(qū)動：16位橫流顯示屏驅(qū)動， D5026， D5036（開發(fā)中） 霓虹驅(qū)動： 用于室外霓虹裝飾效果的LED驅(qū)動 特點：功耗低，一致性好，低成本LED背光及照明驅(qū)動 小功率背光驅(qū)動： D256, D246, D266, D216，D5100，D5110 大功率照明用： AC/DC: D9910，D9920，D2110 DC/DC: D5130 特點：高效率，大功率，結(jié)構(gòu)簡單，低成本電流模式AC/DC轉(zhuǎn)換控制器 副邊反饋型：D2257, D257 原邊反饋型： D2

8、106 特點：高轉(zhuǎn)換效率，低standby，低EMI，方案總成本低，符合“Energy Star”強(qiáng)制要求 DC/DC轉(zhuǎn)換控制器 升壓型：D1301 降壓型：D3130，D3132, D3133, D3134，D2596，D2595 同步轉(zhuǎn)換型：D8103 特點：高效率，大功率，高電壓，保護(hù)性能好，高可靠性LED顯示屏市場市場規(guī)模：國內(nèi)200億，全球超400億年增長率：預(yù)期未來5年仍會超過30%驅(qū)動力： Haitz定律 LED芯片成本降低(流明成本10年降10倍） LED發(fā)光效率提高（單芯片出光量增20倍) 節(jié)能環(huán)保LED顯示屏市場應(yīng)用機(jī)場、車站、港口、公共引導(dǎo)信息顯示郵政、電信等公共場所信息

9、顯示 證券交易、金融信息顯示 道路交通信息顯示廣告媒體新產(chǎn)品 演出和集會 展覽會 LED顯示屏的特點Advantages of LED display可延展性Scalable: 尺寸、分辨率全彩colorful: 發(fā)光點由 RGB三原色組成可靠Robust: 無真空， No vacuum長壽命Longevity: 理論壽命100,000h 實際=30,000h環(huán)境友好environment friendly: 節(jié)省能源 無污染Problem-Heat波長漂移, 0.2-0.3nm/C輸出亮度降低, 1%/C, R影響最顯著波長，效率和結(jié)溫Problem-Heat波長漂移, 0.2-0.3nm/

10、C溫升導(dǎo)致LED壽命縮短， 結(jié)溫從63C升高到74C, LED 36,000h to 16,000h輸出亮度降低, 1%/C, R影響最顯著壽命和結(jié)溫Problem-Heat波長漂移, 0.2-0.3nm/C浪費能量，提高了使用者成本溫升導(dǎo)致LED壽命縮短， 結(jié)溫從63C升高到74C, LED 36,000h to 16,000h過多散熱部件導(dǎo)致系統(tǒng)成本升高 輸出亮度降低, 1%/C, R影響最顯著Where dose Heat come from? Heat-Hate 電源電壓: 5V, LED: LED G/B Vfwd=3.2V，R Vfwd=2V LED: 發(fā)光效率20%, 占總發(fā)熱5

11、0% -efficiency improvement of LED chip 控制器及連接線等: =45% Solutions因LED驅(qū)動部分導(dǎo)致了30%以上的能量消耗和發(fā)熱量 引入低電壓供電 挑戰(zhàn)點:低壓差下，驅(qū)動芯片輸出能力和可控性D5026A-The choice 得倍電子推出的D5026A 是一款專用于大屏幕LED低壓差、高精度16位恒流驅(qū)動芯片。內(nèi)含高精度電流驅(qū)動電路、16位移位寄存器、鎖存器、溫度補(bǔ)償電路等。D5026A與其它同類IC輸出特性比較臺灣某公司5026D5026AD5026A與其它同類IC輸出特性比較COOL超低壓差恒流輸出設(shè)計 D5026A采用專利技術(shù)（專利號：2.0

12、）設(shè)計的超低壓差恒流輸出使得供電電壓低至幾十毫伏（20mA)。由此可使得系統(tǒng)供電電壓降至LED二極管的最小導(dǎo)通電壓，最大限度降低系統(tǒng)能耗。COOLD5026A產(chǎn)品特點D5026A采用專利技術(shù)設(shè)計的超低壓差恒流輸出使得供電電壓可以很低，從而可節(jié)電達(dá)30%以上，驅(qū)動芯片發(fā)熱減少90%以上。零溫度補(bǔ)償系數(shù)設(shè)計使得芯片在-40度到+85度間輸出電流變化極小。所有端口采用施密特輸入設(shè)計使得芯片抗干擾能力大大加強(qiáng)。D5026A 采用內(nèi)置邏輯修調(diào)技術(shù)，可使得芯片輸出電流絕對值高度一致，從而不必分類，保障各批次間芯片永遠(yuǎn)可以直接互換。所有批次間電流基準(zhǔn)值偏差小于0.5%.D5026A節(jié)能方案 D5026A方案

13、特點目前普通的LED驅(qū)動芯片要求有較高的輸出級壓降，所以采取驅(qū)動方案是紅、綠、藍(lán) 三色LED的電源電壓均需接+5V D5026A獨特的超低壓降特性，可使其工作在 3.3V電壓以下，因此D5026A可以采用低電壓的驅(qū)動方案，即驅(qū)動綠、藍(lán)LED時電源電壓+3.8V，驅(qū)動紅色LED時電源電壓+2.5V COOD5026A方案節(jié)能效果分析 Less heat: 發(fā)熱量減小30%以上 簡化LED顯示屏的散熱設(shè)計 驅(qū)動電路和LED版一體化 3m4m P10 普通16路5V工作電壓，D5026A用3.8V驅(qū)動G、B，2.5V驅(qū)動R， 普通LED驅(qū)動最大功耗為5.88KW； D5026A最大功耗為3.95KW

14、。直接減少功耗1.93KW，而這些功耗過去都是通過發(fā)熱白白浪費掉。使用D5026A后不僅立刻節(jié)電32.8%，而且大大降低了系統(tǒng)的發(fā)熱，降低散熱成本，節(jié)約使用成本，從而提高了系統(tǒng)可靠性和使用壽命。 Less Power：省電30%以上, 較長的使用周期 CompatibilityD5026A和現(xiàn)有同類型產(chǎn)品完全兼容 單路驅(qū)動電流范圍：290mA 超低壓差：30mV ( IOUT=10 mA ) 高恒流精度：最大偏差，非典型值，不分類 between channel 2% between IC 3% 所有批次電流基準(zhǔn)值偏差0.5% 溫度系數(shù)：小于50PPM （-40+85） 高達(dá)25MHz時鐘頻率 工作電壓范圍：3.3V-5.5V 抗靜電能力：大于4KV 工