劉博士：我今天的演講主題是低功耗LED顯示屏驅動。首先給大家介紹下得倍電子，然后介紹下LED顯示屏特點及存在的問題，低壓差LED驅動技術及方案、最后分析低壓差LED驅動節能降耗的效果。

得倍電子是一家集成電路設計公司，提供包括電源管理、LED顯示驅動、照明驅動等智能電源產品。得倍電子是由留美、留德學者與國內航天集成電路資深專家于2004年創立。公司總裁喬紅瑗先生1983年畢業于清華大學，是一位集成電路行業資深專家。他不光在設計、在工廠管理、半導體工藝技術、可靠性、公司管理方面都有豐富的經驗，同時也參與了臺灣一家公司的創立，1996年，憑借在航太領域的突出貢獻，獲頒航天獎。下面介紹下得倍電子的發展歷程。

• 2004年成立于上海
• 2005年被工信部認定為集成電路設計企業
• 2005年11月SLIC電路通過功能測試
• 2006年獲國家科技部創新基金
• 2007年上海信息委電子發展基金的資助
• 2008年喬紅瑗先生被選為<<上海信息化>>理事
• 2009年上海浦東新區科委認定為企業研發中心
               上海半導體照明行業協會理事單位

公司從成立開始就很重視知識產權，目前已經申請了9項專利，還有兩項專利正在申請。一項是DBLED（Driver Buit-in LED），另外一項是用于照明的無電解電容AC LED驅動。得倍電子獲得的集成電路設計版權有20多項。

得倍電子在LED顯示驅動、照明驅動和AC-DC方面有一系列產品。

現在介紹下LED顯示屏的市場狀況。LED顯示屏國內市場規模大約200億，全球規模約400億，預期未來5年年增長率仍會超過30%。LED顯示屏的兩大驅動力：LED芯片成本降低
；LED發光效率提高。這兩打驅動力整合起來就叫做LED領域的Haitz定律。另外就是節能環保的概念驅動LED得到廣泛使用。

LED顯示屏為什么能夠得到廣泛使用，我的總結是以下幾點：
1. 可延展性：LCD屏做的越大，生產線設備投入越高。而LED顯示屏尺寸的增大是很容易的，就像搭積木一樣。分辨率也方便根據用戶需求實現。
2. 全彩：燈泡，霓虹燈等都是單色的，LED實現了RGB三原色的組合。
3. 可靠性高：LED是固體照明，可靠性高，不像霓虹燈管，燈泡之類的需要真空管的。
4. 壽命長：LED芯片理論壽命可以達到10萬小時，實際使用壽命在3萬小時以上
5. 環境友好：LED本身是節能無污染的產品

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LED目前遇到最大的問題是散熱，顯示屏也是一樣。顯示屏的功耗很大，相當一部分能源浪費在發熱上。發熱會帶來以下幾個問題：
1. 波長漂移：波長漂移會讓顏色校正出現問題，LED在低溫和高溫時，波長漂移是比較大。根據實驗數據，溫度每變化一度，波長變化0.2-0.3nm。
2. 輸出亮度降低：每攝氏度溫度變化導致1%輸出亮度的變化，其中紅燈受影響最顯著。

上圖是試驗數據，從紅燈的曲線可以看出，從-40度180%的亮度，到120度的亮度不到50%，也就是說，紅燈的亮度降低近三分之二。相對而言，藍燈和綠燈亮度都溫度影響沒那么強，特別是藍燈。當溫度升高時就出現一個問題，不同顏色的LED發出的亮度是不一樣的，

3． 溫升導致LED壽命縮短：根據美國一家試驗室數據，結溫從63C升高到74C, LED壽命從36,000小時降低到16,000小時。
4． 過多散熱部件導致系統成本升高
5． 浪費能量，提高了使用者成本

那么熱量從哪里來的呢？從電源供電到LED燈，到LED驅動，再到可調電阻，發熱部分包括LED燈、LED驅動、LED連接線。我們以5V供電為例：

電源電壓：5V, 
LED：LED G/B Vfwd=3.2V，LED R Vfwd=2V

1. LED發光效率約20%，LED發熱占總發熱50%
2. 控制器及連接線等占總發熱量約5%
3. 驅動壓降：1.8V(G/B) or 3V(R)壓降，驅動部分發熱占總發熱的45%以上。

LED燈的發熱需要提高LED的發光效率，控制器和連接線的發熱較少，改善空間不大。驅動部分發熱改善空間很大，也是我們期待改善的部分。現在有的企業在研究低電壓供電，目的就是希望把電壓降下來，但是低電壓供電的問題在哪里呢？就是在低電壓供電下，LED驅動IC能否穩定的可控的工作。針對上面描述的這些問題，我們得倍電子推出了一款專用于大屏幕LED低壓差、高精度16位恒流驅動芯片D5026A。D5026A最大的特點就是壓差非常低。

下圖是臺灣一家公司的5026驅動芯片與得倍電子D5026A的對比。在輸出驅動電流典型值 IOUT=20mA 的狀況下，臺灣公司的5026驅動芯片VOUT約為500mV，而D5026A的VOUT約為50 mV，為臺灣公司5026芯片的10%。也就是說，在芯片發熱部分，得倍D5026A的發熱只有臺灣公司5026驅動芯片的10%。

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得倍電子D5026A在3.3V或5V電壓下電流輸出可控范圍是2-90 mA，而臺灣公司5026輸出電流在3.3V下可控的范圍是2-45 mA，5V電壓下可控的范圍是5-90 mA。對于20 mA下的壓降來看，D5026A是50 mV，對比公司是500 mV。

D5026A采用專利技術（專利號：201020624548.0）設計的超低壓差恒流輸出使得供電電壓低至幾十毫伏（20mA)。由此可使得系統供電電壓降至LED二極管的最小導通電壓，最大限度降低LED顯示屏能耗。

D5026A有下面一些特點：

1. D5026A采用專利技術設計的超低壓差恒流輸出使得供電電壓可以很低，從而可節電達30%以上，驅動芯片發熱減少90%以上。
2. D5026A 采用內置邏輯修調技術，可使得芯片輸出電流絕對值高度一致，從而發貨時不必分類，保障各批次間芯片永遠可以直接互換。所有批次間電流基準值偏差小于0.5%.
3. 零溫度補償系數設計使得芯片在-40度到+85度間輸出電流變化極小
4. 所有端口采用施密特輸入設計使得芯片抗干擾能力大大加強。

D5026A獨特的超低壓降特性，可以采用低電壓的驅動方案，下圖所示，即驅動綠、藍LED時電源電壓+3.8V，驅動紅色LED時電源電壓+2.5V。如果LED一致性好的話，藍燈和綠燈的電壓可以低到3.4V，更加節能，紅燈部分可以提供更低的電壓，比如2.5V。

那么對于LED顯示屏制作商來講，使用得倍電子D5026A方案使得系統發熱量減小30%以上，可以簡化LED顯示屏的散熱設計，并且可以實現燈驅合一，即驅動電路和LED板一體化。對于LED顯示屏使用者來講，因為節電30%，功耗的降低也會降低使用成本。同時，因為發熱減少，可以延長使用周期。    

以3m´4m P10顯示屏為例，普通16路5V工作電壓，普通LED驅動最大功耗為5.88KW。D5026A用3.8V驅動G、B，2.5V驅動R，D5026A最大功耗為3.95KW，直接減少功耗1.93KW，使用D5026A后不僅立刻節電32.8%，而且大大降低了系統的發熱，降低散熱成本，節約使用成本，從而提高了系統可靠性和使用壽命。     

那么有朋友可能有疑問，使用了D5026A還能夠使用其他廠商芯片嗎？D5026A和現有同類型產品是完全兼容的。下面是D5026A的特點：

• 單路驅動電流范圍：2～90mA
• 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%
                        所有批次電流基準值偏差<0.5%
•  溫度系數：小于50PPM （-40℃～+85℃）
•  高達25MHz時鐘頻率
•  工作電壓范圍：3.3V-5.5V
•  抗靜電能力：大于4KV
•  工作溫度范圍：-40℃～+85℃
   
超低壓差設計的D5026A 16位LED恒流驅動芯片為大家設計LED顯示屏時提供了一個超節能的方案，我們剛才用數據分析了節能的效果。我們希望，大家采用我們的IC后，DBIC的產品驅動LED顯示屏走的更高，更遠，有著更光明的前途。謝謝大家！
 
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