使用高压门极驱动芯片
设计指南
使用高压门极驱动芯片
目录
简介 (1)
自举电路 (2)
自举电容选择 (2)
考虑自举电路 (3)
门极电阻 (4)
门极开通电阻选取 (5)
开关时间 (5)
输出电压 斜率 (6)
门极关断电阻选取 (6)
寄生参数影响 (7)
COM 低于G round (Vss-COM) (8)
VS 低于 Ground (Vs-COM/VSS) (11)
Vs 和V out间电阻 (11)
Vs所需钳位二极管 (13)
PCB布板指南 (14)
高低电压间距 (14)
铺地 (14)
门极驱动回路 (14)
供电电容 (15)
走线和元件布放实例 (15)
简介
本文主要目的是祥述在应用高压门极驱动芯片驱动半桥时所可能遇到的最常见的问题及对策，应用实例是电机驱动。
下面的章节介绍：元件选取，如自举电路和门极开通、关断电阻等;半桥电路中的寄生元件及其影响，推荐了一些可能的解决方案。最后介绍了布线指南。
所有的推荐方案，除非特别指出，都是针对IR典型的自举供电式门极驱动芯片的。
自举电路
自举供电由一个二极管和一个电容组成，连接如图 1.
图 1: 自举供电示意图
这种方案的优势是简单且成本低，但是在占空比和导通时间方面会有局限，因为要求对自举电容反复充电放电。
正确的电容选择可以很大程度减小这种局限。
自举电容选择
选择自举电容, 首先要计算在上管导通时的最小电压降 (ΔV BS )。
若V GEmin 是维持上管开通的最低门极电压，那么BS 的压降应该满足以下条件:
CEon
GE F CC BS V V V V V ???≤?min 在此条件下:
?
>BSUV GE V V min V CC 芯片供电电压， V F 是自举二极管正向导通压降, V CEon 下管导通电压，V BSUV- 高端供电门限。如下我们考虑使得V BS 下降的因素:
?IGBT 开启所需门极电荷 (Q G );?IGBT 栅源漏电流 (I LK_GE );?浮动静态电流 (I QBS );?浮动漏电流 (I LK )
?自举二极管漏电流 (I LK_diode );
?自举二极管前向导通时的压降(I DS- )?内部高压切换所需电荷 (Q LS );?自举电容漏电流 (I LK_CAP );?
上管导通时间(T HON ).
bootstrap diode
bootstrap resistor motor
V CC
I LK_CAP 仅在使用电解电容时出现，而在使用其他类型电容时可以忽略.强烈推荐至少使用一个低ESR 的陶瓷电容 (电解电容和陶瓷电容并联是很有效的方案).那么:
HON
DS CAP LK DIODE LK LK QBS GE LK LS G TOT T I I I I I I Q Q Q ?+++++++=?)(___自举电容最小容值是:
BS
TOT BOOT V Q C ?=
min 实例如下:
a)使用25A @ 125C IGBT (IRGP30B120KD)和半桥驱动芯片(IR2214):?I QBS = 800 μA (数据表 IR2214);
?I LK = 50 μA (数据表 IR2214);
?Q LS = 20 nC;?Q G = 160 nC (数据表 IRGP30B120KD);?I LK_GE = 100 nA (数据表 IRGP30B120KD);?I LK_DIODE = 100 μA (反向恢复时间<100 ns);?I LK_CAP = 0(陶瓷电容忽略此项);?I DS- = 150 μA (数据表 IR2214);
?T HON = 100 μs.
And:?V CC = 15 V ?V F = 1 V
?V CEonmax = 3.1 V ?
V GEmin = 10.5 V 最大电压压降 ΔV BS 是
V V V V V V V V V V CEon GE F CC BS 4.01.35.10115min =???=???≤?自举电容容值满足以下条件:
nF
V
nC
C BOOT 7254.0290=≥
注释:
1.以上V CC 选取为15V. 一些IGBT 需要更高的供电，那么就调整公式中的Vcc.
2.这种自举电容的选取没有考虑占空比或选取没有考虑PWM 占空比或电流频率.仅仅
考虑了上管浮动开通一次时所需要的门极电荷.
若考虑了PWM 占空比, 自举电路选取时PWM 调制模式(6步，12步, 正弦波) 须加以考虑.
考虑自举电路
a.电压 纹波
三种情况可能发生在自举电容充电的过程中 (见图 1):
?I LOAD < 0; 负载电流从下管流过，饱和压降为V CEon
CEon
F CC BS V V V V ??=这种情况下V BS 最低. 这代表自举电容选取最糟的情况. 当IGBT 关断时Vs 点被负载电流抬高，直到上管寄生二极管再次导通。?I LOAD = 0; 下管未开通，V CE 可忽略
F
CC BS V V V ?=?I LOAD > 0; 负载电流从寄生二极管流过
FP
F CC BS V V V V +?=这种情况有最高的V BS .
为减小欠压电压的风险, 自举电容应该按照I LOAD <0的情况选取.
b.自举电阻
电阻 (R boot )和自举二极管串联 (见图1)以限制自举电容刚开始充电时的电流.自举电阻的选取严格和V BS 的时间常数相关.给自举电容充电的最小开通时间必须被考虑.
c.自举电容
对于高T HON ，会使用坦电解电容电容, 它的ESR 必须纳入考虑. 此寄生电阻和R boot 形成分压关系，使第一次给 V BS 充电时产生电压阶跃. 电压阶跃和相应的速度(dV BS /dt) 必须加以限制.作为通常的准则, ESR 必须遵循以下公式:
V
V R ESR ESR
CC BOOT
3≤?+低ESR 的陶瓷电容和电解电容并联通常是最好的折衷, 陶瓷电容的作用是利用它的低ESR 来限制第一次充电时的电压阶跃，即限制dV BS /dt, 而坦电容的容值来减小V BS 电压变化ΔV BS .d.自举二极管
此二极管的反向耐压必须大于直流母线电压，并且反向恢复时间要够快 (trr < 100 ns)来减少在该时间内从自举电容向V CC 放掉的电荷.
门极电阻
被驱动管的开关速度由门极选取的电阻决定，该电阻控制门极开通和关断电流.以下部分介绍选取门极电阻的一些基本准则，总的门极电阻还包含芯片内部 的电阻 (R DRp 和R DRn 分别对应内部驱动的P 管和N 管).
例子使用IGBT 作为功率开关. 图 2为各种符号的定义。另外，V ge * 指平台电压电压, Q gc 和 Q ge 分别指开通IGBT 过程中，门极到集电极和门极到发射极所需电荷.
图 2: 符号定义
门极开通电阻选取
选取门极电阻，用于控制开关时间或dV/dt.以下分别介绍。开关时间
在以下的讨论中, 开关时间 t sw 定义为从一开始到平台电压结束的时间 (包括送到IGBT 门极的开关总电荷Q gc + Q ge ). 为获得所需的开关时间，门极电阻的选取根据以下公式，由Q ge , Q gc , Vcc , V ge * 等因素决定(见图 3):
sw
ge
gc avg t Q Q I +=
及
avg
ge
TOT I V Vcc R *
?=
这里Gon DRp TOT R R R +=, R Gon = 门极开通电阻 , R DRp =驱动等效导通电阻 (从门极驱动数据表查阅)
V ge *
图 3: R Gon 选取
表 1所示为使用两个常见的IGBT,数据表典型值，并假设Vcc=15V 时得到的门极电阻值输出电压 斜率
门极开通电阻 R Gon 能用于控制输出电压斜率(dV OUT /dt).
因为输出电压斜率变化是非线性的,最大输出电压斜率是以下公式:
RESoff
avg out C I dt dV =代入 I avg 并整理公式:
dt
dV C V Vcc R out
RESoff ge
TOT
?
?=
*
作为例子, 表 2 所示为为获得dV out /dt=5V/ns 所选取的门极电阻，使用两个常见的IGBT,数据表典型值，并假设Vcc=15V .
门极关断电阻选取
选取R Goff 要考虑的最糟的情况是当IGBT 关断的时候被迫误导通的情况。
在这种情况下,下管已经关断，上管在开通过程中，因为在 C RESoff 两端的电压变化dV/dt 产生的电流流入 R Goff 和 R DRn (见图 4)1导致下管门极电位抬高.
若下管门极电压超过了IGBT 的开启门极电压，它就会开通，因为这时上管亦开通，这就导致了直通。
1
假设门极电压在dV/dt 变化时保持固定. C IES 比C RES 大两个数量级),
ON
图 4: R Goff 选取: 下管关断上管开通过程中电流的流向
以下介绍如何选取门极关断电阻防止上（下）管开通时导致的下（上）管IGBT 的误导通 (见图 4).
其他可能出现的dV/dt 也必须纳入考虑. 一个例子是由电机长引线耦合引起的dV/dt (高频尖刺).因此，门极关断电阻必须针对最糟的情况正确的选取。以下是为防止下管误导通IGBT 门极门限电压需满足的公式：
()()dt
dV C R R I R R V out RESoff
DRn Goff DRn Goff th ?+=?+≥整理为:
DRn
RESoff
th Goff R dt
dV C V R ??≤
举个实例, 表 3 所示为对于两种典型的IGBT ，根据上式计算出的 R Goff （假设可耐受dV out /dt = 5V/ns ）.
注释: 以上是理论的门极电阻选取计算方法. 实际中，选取电阻时，须考虑更准确的器件模型和由PCB 和布线连接引起的寄生参数。
选取门极电阻还需遵循功耗的限制，此处暂不讨论。
寄生参数影响
图 5中所示为电机驱动的一相。介绍一些驱动中的功率级特性。
图 5:功率级的寄生参数
为了正确的功率驱动，了解杂散电感的效果非常重要。在通常的情况下，由电流突变引起的快速电压变化有可能影响到门极驱动的性能。
因为上下管的输入信号都参考于同一个地，避免板上的铺地和地的走线接近板上的开关部分是很重要的. 这种方案减小了驱动开关耦合的噪声. 此外建议在ground脚和板上所有门极驱动的ground间使用星形接法(见后文布板指南).
COM 低于Ground (Vss-COM)
下管的关断造成了COM低于Vss的情况. 图 6 所示为半桥应用中下管附近一些杂散参数(为完整，电流传感电阻也纳入简图).
图 6:下管关断时相关的寄生参数
分析在下管流过负载电流时关断下管的情况（图6中，实线为负载电流，虚线为门极关断IGBT 时流出的电流）. 在关断过程中，流过寄生杂散电感 (L DC-) 的电流迅速变化，导致COM 电压低于ground. 电压计算公式如下: dt
dI L V DC dc L DC L
?
?
?
=?.
此公式说明COM 的负过冲大小和杂散电感大小及其电流变化率有关。
因为此原因，第一种解决方案是更加平缓的关断 IGBT, 方法是增加下管的关断电阻(但必须遵循上文计算门极关断电阻的讨论，它应低于某一上限), 来限制 dI L /dt .
这种方法在-DC+ 短路的时候不完全解决问题.
这种短路通常会损坏关断的下管. 如在正常的操作中在关断时产生过快电流变化，在电流几次超过额定电流时，检测电路会起作用.
这种情况下如图7 所示在COM 管脚加入了Ccom 和Rcom ，起到滤波作用，减小了COM 上的负过冲。
图 7: 加入C COM 和 R COM
加入的R COM 进入了门极回路，所以计算门极关断电阻时应该按照R GOFF + R COM 来代表整个门极关断电阻.
R COM 和C COM 的选取应使COM 管脚的时间常数在几百纳秒左右。为避免对 V CC 的噪音，选取C COM 应满足
1< COM C C .注释: IGBT 短路时非饱和区容易产生很高的dV/dt. 因门极到集电极的寄生电容，IGBT 门极电压会被抬高. 在一些情况下(通常在门极开通电阻较低时)， 一个快恢复二极管须要加在IGBT 的门极和Vcc 间以保护驱动输出 (图 8). C Vcc 图 8: 驱动输出保护 in case of IGBT desaturation 一种替代方法是在 IGBT 门极和射极间放一个齐纳二极管. 齐纳二极管的选取应参考IGBT 门极-射极的最大额定值. 齐纳管的用处是保护驱动的输出， 吸纳由集电极dV/dt 产生的电流, 及确保IGBT 门极-射极电压 在范围内. 在检测到短路并将开关管关断时这尤为重要，因直流杂散电感，导致下管射极尖峰低于V SS (L DC-, 见图 9). 图 9: IGBT 门极齐纳保护 DC+ V V S 低于 Ground (Vs-COM/VSS) 使Vs 低于Vss 或COM 的最基本原因是下管的寄生二极管的导通。通常发生在电流从半桥中点流向负载的情况.稳态的计算如下: ()LOAD DC SENSE FDL SS steady S I R R V V V ?+??=??FDL steady S V COM V ?=?当I LOAD 流向负载时. V s 到V ss 或COM 的最大电压差在数据表中有列出。 主要问题产生在二极管换流时, 在寄生二极管开始反向截止以前, 如图10所示，引线杂散电感 (L dc -, L L 和L H ) 起作用，使 Vs 电压低于 Vss ，甚至比稳态计算结果更低。在二极管换流时，以下式中的微分项达到最大:对于Vss: ()()dt dI L dt dI L L I R R V V V H H L L DC L DC SENSE FDL SS tran S ??? +??+??=???对于COM: dt dI L dt dI L V COM V H H L L FDL tran S ??? ??=?为减小电流变化率, 须增大R GOFF , （但必须遵循上文计算门极关断电阻的讨论，它应低于某一 上限） 图 10: 使 V s 低于 V ss 的因素 Vs 和Vout 间电阻 按照上述的方案,在正常的情况下保护是足够的，但直通时不够. 一旦上管关断，本来流过它的大电流转移到下管的寄生二极管. 较高的dt dI 拉低Vs ，也通过自举电容拉低VB ，甚至会使得 VB (浮地供电) 比ground 还低. 以 下为此现象发生的条件: CC SS tran S V V V ? 从VB 脚拉出的大量电流(通过Cboot 和VS)会对芯片形成损坏. 为减小该电流，在VS 和Vout 之间可放一个电阻 (R VS )如图 11所示.R VS 的推荐值在几个欧姆左右. 注释: 1.R VS 和自举电阻在自举电路中是串联关系，必须被视为自举电阻的一部分(R BOOT *= R BOOT +R VS ). 2.在最开始自举充电时通过R VS 的电流 会使VS 到上管射极间产生电压差. 此电压通过 HO-VS ESD 保护二极管抬高了上管输出电压. 在此情况下必须保证在初始自举充电时，上管不会误导通 (门极电阻和门射极电容有助于滤掉脉冲). 误导通会引起直通. 3.如图12所示，R VS 也是门极开通(R GON +R VS )和关断电阻(R GOFF +R VS )的一部分。 图 11: R VS 连接 图 12: 经过R VS 门极开通和关断 Vs 所需钳位二极管 在前面一段中，假设D BOOT 在高频情况下保持反向截止状态. 若非此假设的情况时, 当V S 跟随V OUT 变化, V B 和V CC 经过自举二极管保持相近电位. 在这种情况下要保证V B 和 V S 之间的电压在最大额定值以内 (见IC 数据表): max _abs VBS S B V V V CC abs VB Z V V V ?≤max _大多数情况下，齐纳二极管并非必需, 仅需要一个高压二极管. 这些钳位器件须根据数据表连到COM 脚(在某些情况下和Vss 相连). 这些数据在最大额定值表里都能找到. 图 13: 用齐纳二极管钳位 PCB 布板指南 高低电压间距 为减小浮动高压对于参考于地的信号的影响，强烈建议将和浮动高压相关的元件放在芯片的高压侧(V B , V S 一侧)， 而其他元件放在另外一侧。 铺地 铺地必须在高压浮地侧下面或者靠近高压浮地侧，以减少噪声耦合. 门极驱动回路 电流回路类似能接收和发射电磁噪音的天线. 为减小电磁干扰并提高功率开关的开关特性，门极驱动回路面积必须尽可能的小。图 14 所示为高低端门极驱动回路。 另外, 电流可能从IGBT 集电极到门极寄生电容进入门极回路。门极回路寄生杂散电感使得门极到射极产生额外电压，可能产生误导通。因此强烈建议将门极电阻靠近放置并尽量减小门极回路面积。 图 14: 门极驱动回路 DC+ VS/COM VB/ VCC HOP/LOP HON/LON 供电电容 若要使输出级输出大电流，迅速导通IGBT,供电电容必须尽量接近芯片管脚 (V CC 和V SS 作为以地为参考供电, V B 和V S 为高压浮地供电)以减小寄生杂散电感/电阻. 走线和元件布放实例 作为例子, 使用IR2214 高压大电流 门极驱动器, 管脚定义见图 15. 图 15: IR2214 管脚定义 图 16 所示为用3层板的PCB 可能布局。此例将前文所提及的因素全部考虑进去了。将供电电容和门极电阻分别布于高压和低压侧来最大程度减小供电回路和门极驱动回路。自举二极管置于器件底部，使得二极管阴极尽量靠近自举电容，并使得二极管阳极尽量靠近Vcc ，且远离高压。 图 16(a): 顶 图 16(b): 底 参考图 16: 自举部分: R1, C1, D1高端门极: R2, R3, R4高端二极管: D2低端供电: C2 低端门极: R5, R6, R7低端二极管: D3 图 16(c): 铺地 R2 R3 R4 R5 R6 R7 C2 D3 D2 IR2214 GH GL DC+Phase D 1 R1 C1 EH EL V CC LED 常用芯片技术资料 1、列电子开关74HC595 （串并移位寄存器） 第14脚DATA ，串行数据输入口，显示数据由此进入，必须有时钟信号的配合才能移入。 第13脚EN ，使能口，当该引脚上为“1”时QA~QH口全部为“1”，为“0”时QA~QH的输出由输入的数据控制。第12脚STB ，锁存口，当输入的数据在传入寄存器后，只有供给一个锁存信号才能 将移入的数据送QA~QH口输出。 第11脚CLK ，时钟口，每一个时钟信号将移入一位数据到寄存器。 第10脚SCLR ，复位口，只要有复位信号，寄存器内移入的数据将清空，一般接VCC 。第9脚DOUT ，串行数据输出端，将数据传到下一个。第15、1~7脚，并行输出口也就是驱动输出口，驱动LED 。 2、译码器 74HC138 第1~3脚A 、B 、C ，二进制输入脚。第4~6脚片选信号控制，只有在4、5脚为“0”6脚为“1”时，才会被选通，输出受A 、B 、C 信号控制。其它任何组合方式将不被选通，且Y0~Y7输出全为“1”。 3、缓冲器件74HC245 第1脚DIR ，输入输出端口转换用，DIR=“1” A输入B 输出，DIR=“0” B输入A 输出。第2~9脚“A ”信号输入输出端；第11~18脚“B ”信号输入输出端。 第19脚G ，使能端，为“1”A/B端的信号将不导通，为“0”时A/B端才被启用。 4、4953的作用：行驱动管，功率管。 1、3脚VCC ， 2、4脚控制脚，2脚控制7、8脚的输出，4脚控制5、6脚的输出，只有当2、4脚为“0”时，7、8、5、6才会输出，否则输出为高阻状态。 5、74HC04的作用：6位反相器。 信号由A 端输入Y 端反相输出，A1与Y1为一组，其它类推。例：A1=“1”则Y1=“0”、A1=“0”则Y1=“1”，其它组功能一样。 6、 74HC126（四总线缓冲器）正逻辑 Y=A 2、SDI 串行数据输入端 3、CLK 时钟信号输入端， 4、LE 数据锁存控制端 5~20、恒流源输出端 21、OE 输出使能控制端 22、SDO 串行数据输出端，级联下一个芯片 23、R-EXT 外接电阻，控制恒流源输出端电流大小 因此各位朋友在选择LCD液晶模块的时候，在考虑到串行，还是并行的方式时，可根据其驱动控制IC的型号来判别，当然你还需要看你选择的LCD模块引脚定义是固定支持并行，还是可选择并行或串行的方式。 一、字符型LCD驱动控制IC 市场上通用的8×1、8×2、16×1、16×2、16×4、20×2、20×4、40×4等字符型LCD，基本上都采用的KS0066作为LCD的驱动控制器 二、图形点阵型LCD驱动控制IC 1、点阵数122×32－－SED1520 2、点阵数128×64 （1）ST7920/ST7921，支持串行或并行数据操作方式，内置中文汉字库 （2）KS0108，只支持并行数据操作方式，这个也是最通用的12864点阵液晶的驱动控制IC （3）ST7565P，支持串行或并行数据操作方式 （4）S6B0724，支持串行或并行数据操作方式 （5）T6963C，只支持并行数据操作方式 3、其他点阵数如192×6 4、240×64、320×64、240×128的一般都是采用T6963c驱动控制芯片 4、点阵数320×240，通用的采用RA8835驱动控制IC 这里列举的只是一些常用的，当然还有其他LCD驱动控制IC，在写LCD驱动时要清楚是哪个型号的IC，再到网上去寻找对应的IC数据手册吧。后面我将慢慢补上其它一些常见的. 三 12864液晶的奥秘 CD1601/1602和LCD12864都是通常使用的液晶，有人以为12864是一个统一的编号，主要是12864的液晶驱动都是一样的，其实12864只是表示液晶的点阵是128*64点阵，而实际的12864有带字库的，也有不带字库的；有5V电压的，也有~5V(内置升压电路)；归根到底的区别在于驱动控制芯片，常用的控制芯片有ST7920、KS0108、T6963C等等。 下面介绍比较常用的四种 (1)ST7920类这种控制器带中文字库，为用户免除了编制字库的麻烦，该控制器的液晶还支持画图方式。该类液晶支持68时序8位和4位并口以及串口。 (2)KS0108类这种控制器指令简单，不带字库。支持68时序8位并口。 (3)T6963C类这种控制器功能强大，带西文字库。有文本和图形两种显示方式。有文本和图形两个图层，并且支持两个图层的叠加显示。支持80时序8位并口。 (4)COG类常见的控制器有S6B0724和ST7565，这两个控制器指令兼容。支持68时序8位并口，80时序8位并口和串口。COG类液晶的特点是结构轻便，成本低。 各种控制器的接口定义： 引脚定义 特点： 低静态工作电流； 宽电源电压范围：2.5V-12V ； 每通道具有800mA 连续电流输出能力； 较低的饱和压降； TTL/CMOS 输出电平兼容，可直接连CPU ； 输出内置钳位二极管，适用于感性负载； 控制和驱动集成于单片IC 之中； 具备管脚高压保护功能； 工作温度：-20°C-80°C 。 描述： L9110是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC 之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。该芯片有两个TTL/CMOS 兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性；两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过800mA 的持续电流，峰值电流能力可达1.5A ；同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的使用上安全可靠。L9110被广泛应用于玩具汽车电机驱动、脉冲电磁阀门驱动，步进电机驱动和开关功率管等电路上。 管脚定义： 序号 符号 功能 1 OA A 路输出管脚 2 VCC 电源电压 3 VCC 电源电压 4 OB B 路输出管脚 5 GND 地线 6 IA A 路输入管脚 7 IB B 路输入管脚 8 GND 地线 绝对最大范围： Ta ＝25°C 符 号 参 数 最 小 典 型 最 大 单 位Vcc max 电源电压 2.2 5.0 12.0 V Iout max 输出电流 － 800 1000 mA VH in 输入高电平 2.2 5.0 12.0 V VL in 输入低电平 0 0.5 0.7 V Pd max 允许电源消耗 － － 800 mW Topr 操作温度 -30 25 85 °C DP 后缀 塑料封装(DIP8) SO 后缀 塑料封装(SOP8) LED电子显示屏常见驱动方式介绍 目前市场上LED显示屏的驱动方式有静态扫描和动态扫描两种，静态扫描又分为静态实像素和静态虚拟，动态扫描也分为动态实像和动态虚拟。下面由明新源科技为大家介绍下LED电子显示屏常见的驱动方式吧。 河南明新源相关负责人介绍说，在一定的显示区域内，同时点亮的行数与整个区域行数的比例，称扫描方式;室内单双色一般为1/16扫描，室内全彩LED显示屏一般是1/8 扫描，室外单双色一般是1/4扫描，室外全彩显示屏一般是静态扫描。驱动IC一般用国产HC595，台湾MBI5026，日本东芝TB62726，一般有1/2 扫，1/4扫，1/8扫，1/16扫。 举列说明：一个常用的全彩模组像素为16*8 (2R1G1B)，模组总共使用的LED灯是：16*8(2+1+1)=512个，如果用MBI5026 驱动，MBI5026 为16位芯片，512/16=32 (1)如果用8个MBI5026芯片，是动态1/4扫虚拟。 (2)如果用16个MBI5026芯片，是动态1/2扫虚拟。 (3)如果用32 个MBI5026芯片，是静态虚拟。 (4)用6个MBI5026芯片，是动态1/4扫实像素。 (5)用12个MBI5026芯片，是动态1/2扫实像素。 (6)如果板子上两个红灯串连，用个MBI5026芯片，是静态实像素。 在LED单元板，扫描方式有1/16，1/8，1/4，1/2，静态。LED电子显示屏常见驱动方式介绍还有哪些，该如何区分呢?一个最简单的办法就是数一下单元板的LED灯数目和74HC595的数量。计算方法：LED的数目除以74HC595的数目再除以8 =几分之一扫描。 实像素与虚拟是相对应的简单来说，实像素屏就是指构成显示屏的红绿蓝三种发光管中的每一种发光管最终只参与一个像素的成像使用，以获得足够的亮度。虚拟像素是利用软件算法控制每种颜色的发光管最终参与到多个相邻像素的成像当中，从而使得用较少的灯管实现较大的分辨率，能够使显示分辨率提高四倍。 目前，LED显示屏专用驱动芯片生产厂家主要有TOSHIBA(东芝)、TI(德州仪器)、SONY(索尼)、MBI{聚积科技}、SITI(点晶科技)等。在国内LED显示屏行业，这几家的芯片都有应用。 TOSHIBA产品的Xing价比较高，在国内市场上占有率也最高。主要产品有TB62705、TB62706、TB62725、TB62726、TB62718、TB62719、TB62727等。其中TB62705、TB62725是8位源芯片，TB62706、TB62726是16位源芯片。TB62725、TB62726分别是TB62705、TB62706的升级芯片。这些产品在电流输出误差(包括位间和片间误差)、数据移位时钟、供电电压以及芯片功耗上均有改善。作为中档芯片，目前”TB62725、TB62726已经逐渐替代了TB62705和TB62706。另外，TB62726还有一种窄体封装的TB62726AFNA芯片，其宽度只有6.3mm(TB62706的贴片封装芯片宽度为8.2mm)，这种窄体封装比较适合在点间距较小的显示屏上使用。需要注意的是，AFNA封装与普通封装的引脚定义不一样(逆时针旋转了90度)。TB62718、TB62719是TOSHIBA针对高端市场推出的驱动芯片，除具有普通恒流源芯片的功能外，还增加了256级灰度产生机制(8位PWM)、内部电流调节、温度过热保护(TSD)及输出开路检测(LOD)等功能。此类芯片适用于高端的LED全彩显示屏，当然其价格也不菲。TB62727为TOSHIBA的新产品，主要是在TB62726基础上增加了电流调节、温度报警及输出开路检测等功能，其市场定位介于TB62719(718)与TB62726之间，计划于2003年10月量产。 TI作为世界级的IC厂商，其产品Xing能自然勿用置疑。但由于先期对中国LED市场的开发不力，市场占有率并不高。主要产品有TLC5921、TLC5930和TLC5911等。TLC5921是具有TSD、LOD功能的高精度16位源驱动芯片，其位间电流误差只有±4％，但其价格一直较高，直到最近才降到与TB72726相当的水平。TLC5930为具有1024级灰度(10位PWM)的12位源芯片，具有64级亮度可调功能。TLC5911是定位于高端市场的驱动芯片，具有1024级灰度、64级亮度可调、TSD、LOD等功能的16位源芯片。在TLC5921和TLC5930芯片下方有金属散热片，实际应用时要注意避开LED灯脚，否则会因漏电造成LED灯变暗。 SONY产品一向定位于高端市场，LED驱动芯片也不例外，主要产品有CXA3281N和CXR3596R。CXA3281N是8位源芯片，具有4096级灰度机制(12位PWM)、256级亮度调节、1024级输出电流调节、TSD、LOD和LSD(输出短路检测)等功能。CXA3281N主要是针对静态驱动方式设计的，其最大输出电流只有40mA。CXA3596R是16位源芯片，功能上继承了CXA3281N的所有特点，主要是提高了输出电流(由40mA增加到80mA)及恒流源输出路数(由8路增加到16路)。目前CXA3281N的单片价格为1美元以上，CXA3596R价格在2美元以上。 MBI(聚积科技)的产品基本上与TOSHIBA的中档产品相对应，引脚及功能也完全兼容，除了恒流源外部设定电阻阻值稍有不同外，基本上都可直接代换使用。该产品的价格比TOSHIBA的要低10~20％，是中档显示屏不错的选择。MBI的MBl5001和MBl5016分别与TB62705和TB62706对应，MBl5168千口MBl5026分另(j与TB62725禾口TB62726对应。另外，还有具有LOD功能的其新产品MBl5169(8位源)、MBl5027(16位源)、64级亮度调节功能的MBl5170(8位源)和MBl5028(16位源)。带有LOD及亮度调节功能的芯片采用MBI公司的Share-I-OTM技术，其芯片引脚完全与不带有这些功能的芯片，如MBl5168和MBl5026兼容。这样，可以在不变更驱动板设计的情况下就可升级到新的功能。 本文主要是介绍一些常用的LCD驱动控制IC的型号，方便学习或正在使用的LCD的朋友能够更好地编写LCD的驱动程序。 因此各位朋友在选择LCD液晶模块的时候，在考虑到串行，还是并行的方式时，可根据其驱动控制IC的型号来判别，当然你还需要看你选择的LCD 模块引脚定义是固定支持并行，还是可选择并行或串行的方式。 一、字符型LCD驱动控制IC 市场上通用的8×1、8×2、16×1、16×2、16×4、20×2、20×4、40×4等字符型LCD，基本上都采用的KS0066作为LCD的驱动控制器 二、图形点阵型LCD驱动控制IC 1、点阵数122×32－－SED1520 2、点阵数128×64 （1）ST7920/ST7921，支持串行或并行数据操作方式，内置中文汉字库（2）KS0108，只支持并行数据操作方式，这个也是最通用的12864点阵液晶的驱动控制IC （3）ST7565P，支持串行或并行数据操作方式 （4）S6B0724，支持串行或并行数据操作方式 （5）T6963C，只支持并行数据操作方式 3、其他点阵数如192×6 4、240×64、320×64、240×128的一般都是采用T6963c驱动控制芯片 4、点阵数320×240，通用的采用RA8835驱动控制IC 这里列举的只是一些常用的，当然还有其他LCD驱动控制IC，在写LCD驱动时要清楚是哪个型号的IC，再到网上去寻找对应的IC数据手册吧。后面我将慢慢补上其它一些常见的. 三 12864液晶的奥秘 CD1601/1602和LCD12864都是通常使用的液晶，有人以为12864是一个统一的编号，主要是12864的液晶驱动都是一样的，其实12864只是表示液晶的点阵是128*64点阵，而实际的12864有带字库的，也有不带字库的；有5V电压的，也有~5V(内置升压电路)；归根到底的区别在于驱动控制芯片，常用的控制芯片有ST7920、KS0108、T6963C等等。 下面介绍比较常用的四种 (1)ST7920类这种控制器带中文字库，为用户免除了编制字库的麻烦，该控制器的液晶还支持画图方式。该类液晶支持68时序8位和4位并口以及串口。 (2)KS0108类这种控制器指令简单，不带字库。支持68时序8位并口。 (3)T6963C类这种控制器功能强大，带西文字库。有文本和图形两种显示方式。有文本和图形两个图层，并且支持两个图层的叠加显示。支持80时序8位并口。 基于GaN器件的驱动设计方案 氮化镓(GaN) 是最接近理想的半导体开关的器件，能够以非常高的能效和高功率密度实现电源转换。但GaN 器件在某些方面不如旧的硅技术强固，因此需谨慎应用，集成正确的门极驱动对于实现最佳性能和可靠性至关重要。本文着眼于这些问题，给出一个驱动器方案，解决设计过程的风险。 正文 氮化镓(GaN)HEMT是电源转换器的典范，其端到端能效高于当今的硅基方案，轻松超过服务器和云数据中心最严格的80+规范或USB PD 外部适配器的欧盟行为准则Tier 2 标准。虽然旧的硅基开关技术声称性能接近理想，可快速、低损耗开关，而GaN 器件更接近但不可直接替代。为了充分发挥该技术的潜在优势，外部驱动电路必须与GaN 器件匹配，同时还要精心布板。 对比GaN和硅开关 更高能效是增强型GaN较硅(Si) 开关的主要潜在优势。不同于耗尽型GaN，增强型GaN通常是关断的器件，因此它需要一个正门极驱动电压来导通。增强型GaN的更高能效源于较低的器件电容和GaN的反向( 第三象限) 导电能力，但反向恢复电荷为零，这是用于硬开关应用的一个主要优点。低栅极源和栅极漏电容，产生低总栅电荷，支持门极驱动器快速门极开关和低损耗。此外，低输出电容提供较低的关断损耗。可能影响实际GaN性能的其他差别是没有漏源/ 栅雪崩电压额定值和相对较低的绝对最大门极电压，Si MOSFET约+/-20V ，而GaN通常只有+/-10V 。另外， GaN 的导通阈值(VGTH) 约1.5V ，远低于Si MOSFET约( 3.5V) 。如果外部驱动和负载电路能够可靠地控制源极和门极电压，开关频率可达数百 kHz 或MHz区域，从而保持高能效，进而减小磁性器件和电容尺寸，提供高功率密度。 GaN门极驱动对性能至关重要使门极驱动电压保持在绝对最大限值内并不是唯一的要求。对于最快的开关，一个典型的GaN器件需要被驱动到约 5.2V 的最佳VG(ON) 值，这样才能完全增强，而不需要额外的门极驱动功率。驱动功率PD 由下式得出： 其中VSW为总门极电压摆幅， f 为开关频率，QGTOT为总门极电荷。虽然GaN 门极具有有效的电容特性，但在门极的有效串联电阻和驱动器中功率被耗散。因此，使电压摆幅保持最小很重要，特别是在频率很高的情况下。通常，对于GaN来说，QGTOT是几nC，约是类似的硅MOSFET值的十分之一- 这也是GaN能够如此快速开关的原因之一。GaN 器件是由电荷控制的，因此对于纳秒开关具有纳米库仑门极电荷，峰值电流为放大器级，必须由驱动器提供，同时保持精确的电压。 理论上，GaN器件在VGS= 0 安全关断，但在现实世界中，即使是 最好的门极驱动器，直接施加到门极的电压也不可能是0V。根据VOPP = -L di/dt ( 图1) ，在门极驱动回路共有的源引线中的任何串联电感 L 都会对门极驱动器产生相反的电压VOPP，这会导致高源di/dt 的假 开关。同样的影响可能是由关态dv/dt 迫使电流流过器件的“ Miller ” 电容造成的，但对于GaN，这可忽略不计。一种解决方案是提供一个负门极关断电压，可能-2 或-3V，但这使门极驱动电路复杂，为避免复杂，可通 电机驱动有单极性和双极性两种。当只需要电机单方向驱动时，可采用单极性驱动，如下图(a)所示，此电路由于续流二极管工作时间较长，损耗大，所以改进后的半桥驱动如下图(b): Figure 1.Illustration of the half bridge. 当需要电机正反两个方向旋转时，采用双极性驱动方式，如下： Figure 2．Illustration of the H bridge. 功能逻辑如下：（1：合并，0：断开） S1 S2 S3 S4 电机动作 1 0 0 1 正传 0 1 1 0 反转 0 0 0 0 自由 0 1 0 1 刹车 1 0 1 0 刹车 这又称为全桥驱动，上图中开关使用大功率MOS管替代，可以使用分立元件，也可以使用集成电路。但是能用于PWM驱动的低电压大电流芯片产品并不多，在智能车比赛中使用最多的有：MC33886, VNH3SP30, BTS7960B, DT340I, IRF3205。 根据查阅的资料，使用单片MC33886时易发生发热、噪声等问题，对电源电压影响过大等问题，所以可以使用两片并联，如下所示： 该接法降低了MOS管的导通内阻，增大了驱动电流，可以起到增强驱动能力、减小芯片发热的作用，但是起始频率受限，电机噪声大且发热严重。 VNH3SP30是意法半导体公司生产的专用于电机驱动的大电流功率集成芯片。芯片核心是一个双单片上桥臂驱动器(HSD)和2个下桥臂开关,HSD开关的设计采用ST的ViPowe 技术，允许在一个芯片内集成一个功率场效应MOS管和智能信号/保护电路。下桥臂开关是采用ST专有的EHD(STripFET)工艺制造的纵向场效应MOS管。3个模块叠装在一个表面组装MultiPowerSO- 30引脚框架电绝缘封装内，具体性能指标如下: ①最大电流30 A、电源电压高达40 V; ②功率MOS管导通电阻0.034 Ω; ③5 V兼容的逻辑电平控制信号输入;④内含欠压、过压保护电路;⑤芯片过热报警输出和自动关断。与MC3886相比，它具有一个显著优点就是芯片不会发热，且保护功能强大，但是存在开关频率限10 kHz，电机噪声大且电机容易发热，但芯片较贵，很多场合性价比不高。 采用2个半桥智能功率驱动芯片BTS7960B组合成一个全桥驱动器，驱动直流电机转动。BTS7960B是应用于电机驱动的大电流半桥集成芯片，它带有一个P沟道的高边MOSFET、一个N沟道的低边MOSFET和一个驱动IC。P沟道高边开关省去了电荷泵的需求，因而减少了电磁干扰(EMI)。集成的驱动IC具有逻辑电平输入、电流诊断、斜率调节、死区时间产生和超温、过压、欠压、过流及短路保护功能。BTS7960B的通态电阻典型值为16 mΩ，驱动电流可达43 A，调节SR引脚外接电阻的大小可以调节MOS E? cient Semiconductor Solutions for Motor Control and Drives Applications ] w https://www.360docs.net/doc/2212332983.html,/motorcontrol] Contents Solutions for Motor Control and Drives 04 Low-Voltage Applications 06 High-Voltage Applications 08 Choosing the right Microcontroller 10 Product Families 12 Low-Voltage Products 12 High-Voltage Products 20 Microcontrollers 26 Sensors 27 Support Tools 28 4 REDUCE YOUR OVERHEAD by capitalizing on the integration capabilities and function- ality of In? neon’s motor control solutions. Our extensive portfolio covers a wide range of voltage and power classes, supporting a broad application spectrum across the industrial, consumer and automotive markets. This guide showcases the full range of products spanning, microcontrollers, gate drivers, MOSFETs, IGBTs, voltage regulators, sensors, integrated bridge driver ICs, integrated power modules and high-power modules. With our power products and microcontrollers, you can design e? cient, robust and cost- e? ective control units for virtually all types of motors, from brushless DC and permanent magnet synchronous motors, through induction and stepper motors to switched reluctance motors. We complement this vast product o? ering with excellent customer support from our ap- plication experts, technical documentation and online education. We also deliver a variety of evaluation and application kits supporting all motor designs. Each application kit comes with a reference code and instructions, along with all the software you need to start and successfully complete your design as rapidly as possible. We hope you enjoy exploring the bene? ts of our e? cient semiconductor solutions for motor control and drives applications. E? cient Semiconductor Solutions for Motor Control and Drives Applications 设计指南 使用高压门极驱动芯片 目录 简介 (1) 自举电路 (2) 自举电容选择 (2) 考虑自举电路 (3) 门极电阻 (4) 门极开通电阻选取 (5) 开关时间 (5) 输出电压 斜率 (6) 门极关断电阻选取 (6) 寄生参数影响 (7) COM 低于G round (Vss-COM) (8) VS 低于 Ground (Vs-COM/VSS) (11) Vs 和V out间电阻 (11) Vs所需钳位二极管 (13) PCB布板指南 (14) 高低电压间距 (14) 铺地 (14) 门极驱动回路 (14) 供电电容 (15) 走线和元件布放实例 (15) 简介 本文主要目的是祥述在应用高压门极驱动芯片驱动半桥时所可能遇到的最常见的问题及对策，应用实例是电机驱动。 下面的章节介绍：元件选取，如自举电路和门极开通、关断电阻等;半桥电路中的寄生元件及其影响，推荐了一些可能的解决方案。最后介绍了布线指南。 所有的推荐方案，除非特别指出，都是针对IR典型的自举供电式门极驱动芯片的。 自举电路 自举供电由一个二极管和一个电容组成，连接如图 1. 图 1: 自举供电示意图 这种方案的优势是简单且成本低，但是在占空比和导通时间方面会有局限，因为要求对自举电容反复充电放电。 正确的电容选择可以很大程度减小这种局限。 自举电容选择 选择自举电容, 首先要计算在上管导通时的最小电压降 (ΔV BS )。 若V GEmin 是维持上管开通的最低门极电压，那么BS 的压降应该满足以下条件: CEon GE F CC BS V V V V V ???≤?min 在此条件下: ? >BSUV GE V V min V CC 芯片供电电压， V F 是自举二极管正向导通压降, V CEon 下管导通电压，V BSUV- 高端供电门限。如下我们考虑使得V BS 下降的因素: ?IGBT 开启所需门极电荷 (Q G );?IGBT 栅源漏电流 (I LK_GE );?浮动静态电流 (I QBS );?浮动漏电流 (I LK ) ?自举二极管漏电流 (I LK_diode ); ?自举二极管前向导通时的压降(I DS- )?内部高压切换所需电荷 (Q LS );?自举电容漏电流 (I LK_CAP );? 上管导通时间(T HON ). bootstrap diode bootstrap resistor motor V CC 一/主要的显示屏驱动IC 74HC04的作用：6位反相器。 第7脚GND，电源地。第14脚VCC，电源正极。信号由A端输入Y端反相输出，A1与Y1为一组，其它类推。例：A1=“1”则Y1=“0”、A1=“0”则Y1=“1”，其它组功能一样。 74HC138的作用：八位二进制译十进制译码器。 第8脚GND，电源地。第15脚VCC，电源正极第1~3脚A、B、C，二进制输入脚。第4~6脚片选信号控制，只有在4、5脚为“0”6脚为“1”时，才会被选通，输出受A、B、C信号控制。其它任何组合方式将不被选通，且Y0~Y7输出全为“1”。 通过控制选通脚来级联，使之扩展到十六位。 例：G2A=0，G2B=0，G1=1，A=1，B=0，C=0，则Y0为“0”Y1~Y7为“1”。74HC595的作用：LED驱动芯片，8位移位锁存器。 第8脚GND，电源地。第16脚VCC，电源正极第14脚DATA，串行数据输入口，显示数据由此进入，必须有时钟信号的配合才能移入。第13脚EN，使能口，当该引脚上为“1”时QA~QH口全部为“1”，为“0”时QA~QH的输出由输入的数据控制。第12脚STB，锁存口，当输入的数据在传入寄存器后，只有供给一个锁存信号才能将移入的数据送QA~QH口输出。第11脚CLK，时钟口，每一个时钟信号将移入一位数据到寄存器。第10脚SCLR，复位口，只要有复位信号，寄存器内移入的数据将清空，显示屏不用该脚，一般接VCC。第9脚DOUT，串行数据输出端，将数据传到下一个。第15、1~7脚，并行输出口也 就是驱动输出口，驱动LED。 4953的作用：行驱动管，功率管。 其内部是两个CMOS管，1、3脚VCC，2、4脚控制脚，2脚控制7、8脚的输出，4脚控制5、6脚的输出，只有当2、4脚为“0”时，7、8、5、6才会输出，否则输出为高阻状态。 TB62726的作用：LED驱动芯片，16位移位锁存器。 第1脚GND，电源地。第24脚VCC，电源正极第2脚DATA，串行数据输入 第3脚CLK，时钟输入.第4脚STB，锁存输入 .第23脚输出电流调整端，接电阻调整 第22脚DOUT，串行数据输出第21脚EN，使能输入 其它功能与74HC595相似，只是TB62726是16位移位锁存器，并带输出电流调整功能，但在并行输出口上不会出现高电平，只有高阻状态和低电平状态。74HC595并行输出口有高电平和低电平输出。TB62726与5026的引脚功能一样，结构相似。 二、 LED显示屏常见信号的了解 以下内容只有回复后才可以浏览 CLK时钟信号：提供给移位寄存器的移位脉冲，每一个脉冲将引起数据移入或移出一位。数据口上的数据必须与时钟信号协调才能正常传送数据，数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2倍。在任何情况下，当时钟信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。 第３３卷（２００５）第２期计算机与数字工程１０５ ４级灰度ＳＴＮＬＣＤ驱动控制芯片的设计。 孙缵邹雪城胡晓宇黄久松余国义 （华中科技大学电子科学与技术系集成电路设计中心武汉４３００７４） 摘要 提出了一种４级灰度的刚ＮＵ、Ｄ驱动控制芯片的总体设计方案，重点讨论了关键模块——接口电路、ｓＩ乙气Ｍ模块、显示控制电路以及电源电路的设计。在实现多种显示功能的前提下，采用省电模式、门控时钟和重定时方法进行了低功耗优化设计。基于ＳＭＩＣ０．３５ｕｍＣＭＯＳ高压模型对驱动控制芯片的功能进行了仿真验证。 关键词：Ｕ、Ｄ驱动控制ＭＰＵ接口ＰｗＭ佃Ｃ灰度调制Ｖ一妇仿真 中图分类号：ＴＮ７１０ Ｄ鹪ｉ印ｏｆＡＤｒｉＶｅｒ＆Ｃ伽ｔｒｏｌＩｅｒｆｂｒ４ＧｒａｙｓｃａｌｅＳＴＮＬＩＣＤ Ｓ珊Ｚ啪Ｚ０ｕ ｘｕｅｃｌｌｅｎｇＨｕ弛１０ｙｕＨ眦哩Ｊ№ｏＩＩｇＹｕＧｕ哪 （ＩＣＤｅｓｉｇｎＣｅＩｌｔｅｒ，ＤｅｐｔｏｆＥｌｅｃ．Ｓｄ．＆Ｔｅｃｈ∞ｌｔ＇ＨＩＲＳｒ，Ｗｕｈａｎ４３００７４） ＡＩ强ｔｒ越ｔ：Ａｄ商ｇＩｌｐ喇ｅｃｔｏｆ｛汀ＮＵ：Ｄｄｒｉｖｅｒａｎｄ∞ｎｔ商ｌｅｒ诵ｔｈ４一ｇｍｙｓｃａｌｅｉｓｐｒｅｓ叽ｔｅｄｉｎｔＫｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｋｅｙｍｏｄｕｌ鹤ｉ眦ｌｕｄｉｌｌｇｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｉｒ叫ｉｔ，Ｓ王认Ｍｍｏｄｕｌｅ，ｄｉＳｐｌａｙ∞ｎｔｒ０１ｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｐ凹＾啊ＳｕｐｐｌｙｄｒｃｕｉｔａｒｅｄｉＳｃｌＪｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｉｎｔｈｅ∞ｎｄｉｔｉｏｌｌＳｏｆｉｍｐｌ锄朗ｔｉｎｇｍａｎｙｄｉｓｐｌａｙｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ｗｅａｄｏｐｔｐ矾ｖｅｒｓａｖｅＨ划ｅ，ｇａｔｉｎｇｃＩｏｃｋａｎｄｒｅｔｉｍｉｎｇｍｅｔｈＯｄｔｏｒｅｄｕｏｅｐ硎啷∞ｎｓ唧ｐ—ｔｉｏｎ．ＳＭＩＣ０．３５唧ＣＭＯＳＨｉｇｈＶｂｌｔａｇｅｍｏｄｅｌｉｓｕｓｅｄｔｏｖ面ｆｙｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔＫｓｄＩｉｖ盯锄ｄｏｏｎ臼ｄｌｅｒ．１【ｅｙ啪砌ｓ：Ｕ＝Ｄ幽ｖｅａｎｄｏ∞ｔ一，ＭＰＵＩｎｔｅｒｆａｃｅ，ｐｕｌＳｅ诵ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ／ｆｒａｍｅｒａｔｅ００ｎ廿Ｄｌ，Ｖ舒ｌｏｇＳｉｍｕｌ“ｏｎ ＣＩａ辎ｍｍＩｂ盯：ＴＮ７１０ １引言 随着人们对图像显示质量的要求越来越高，各种显示技术也在不断的发展。液晶显示器（Ｌ（、Ｄ）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险、平面直角显示以及影像不闪烁等优势，因而得到了广泛的应用。其中ｓｒＮ（ｓｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）Ｌ（、Ｄ在中小尺寸液晶显示领域具有广阔的市场前景，常用于移动电话、个人手持系统、寻呼机等。一般的单色趼ＮＬ（Ｄ驱动芯片都是单级灰度的，即只能显示单一的黑白效果，不能显示多种“颜色”，在人们对显示效果越来越苛刻的形势下已不能满足实际需要。 本文设计了一种新型的应用于１２９×１２８像素的ＳＴＮＬ（、Ｄ驱动控制芯片。它不仅能实现多种显示功能，如正反显示、局部显示、图像翻转以及滚屏等…；而且可以调制４级灰度，使得每级最多可 ?收到本文时间：２００４年６月１８日分为１６个层次，因此可产生多达６４种灰度效果。设计中采用省电模式、门控时钟以及重定时方法［２］［３】，极大的减小了功耗。根据系统设计的要求，对芯片进行层次化功能划分，同时参考已有的同类驱动芯片的设计经验［４｜，对各个模块进行协调设计，然后进行芯片的整体功能验证，从而完成芯片的前端设计。在确定了ＣＭＯＳ工艺后可以完成芯片的版图设计和后仿真，最后进行试流片。 ２设计要求及系统结构 液晶显示驱动控制电路是在液晶像素的两电极（行电极和列电极）之间建立交变电场。由驱动电路循环地给每行电极施加选择脉冲电压，同时通过列电极上的数据给该行像素施加选择或非选择脉冲电压，以实现对像素的驱动∞Ｊ。因此，驱动控制芯片的主要作用是为液晶显示器提供扫描信号和显示数据，是单片机与液晶显示系统之间的接 MC33035是MOTOROLA公司第二代无刷直流电动机控制专用集成电路，外接功率开关器件和电子测速器MC33039，可构成闭环调速系统来控制三相（全波或半波）、两相或四相无刷直流电机。它通过下侧半桥输出PWM对电机进行调速。 2MC33035的功能和组成 2．1功能 ——可控制电机正反转； ——实现电机刹车制动； ——启停功能； ——可选择三相无刷直流电机传感器相位差60°或120°； ——欠压封锁保护，IC过热保护和故障输出。 2．2组成 ——转子位置传感器译码电路； ——限流电路； ——具有温度补偿的6.24V内部基准电源； ——RT、CT可变锯齿波振荡电路； ——脉宽调制比较器； ——误差放大器； ——输出驱动电路； ——欠压、过热保护以及故障电平输出。 2．3引脚功能 参见表1。 表 1 MC33035的引脚功能 3MC33035的应用 图1是MC33035与MC33039构成的闭环三相无刷直流电机控制电路图。 其电路各部分功能介绍： 1）脚4、5、6是传感器位置信号输入，MC33035通过对输入位置信号译码对应输出驱动电机。这三个信号与TTL电平兼容。当输入全“0”或“1”表示非法信号。故障输出端（引脚14）输出有效低电平。通过选择引脚22来确定输入三相信号相位差为60°还是120°。 2）阻容RT、CT与内部振荡器产生锯齿波，作为PWM载波信号。锯齿波幅值为1.5V～4.1V。为防止噪声干扰，载波频率不宜过低，但频率太高容易使功率管过热，建议载波频率为20kHz～30kHz。锯齿波是由引脚8输出6.24V参考电压经RT对CT充电，通过内部电路放电所产生。由引脚11给定速度电压以及来自MC33039引脚5的速度方波信号经积分形成斩波信号与锯齿波形成PWM，参见图2，CT、误差输出PWM、内部锁存、上桥、下桥、错误信号对应时间关系如图3。构成闭环的主要原理是当负载改变（如变大），则电机速度下降，测速器MC33039引脚5输出方波密度变低，此信号经积分形成斩波信号后幅值抬高，则使输出PWM占空比加大，输出电流增加，自然速度逐渐提高，以达到输出跟踪输入。 LED 显示屏中常用的芯片说明及原理 Led中常见的芯片有：74HC595列驱动，74HC138译码驱动，74HC245信号放大，74HC4953行扫描等。 1、74HC595 74HC595是硅结构的CMOS器件，兼容低电压TTL电路，遵守JEDEC标准。 74HC595 是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。移位寄存器和存储器是分别的时钟。数据在SHcp（移位寄存器时钟输入）的上升沿输入到移位寄存器中，在STcp（存储器时钟输入）的上升沿输入到存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7’）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。 8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器，具有高阻关断状态。三态。 将串行输入的8位数字，转变为并行输出的8位数字，例如控制一个8位数码管，将不会有闪烁。 2特点 8位串行输入 /8位串行或并行输出存储状态寄存器，三种状态 输出寄存器（三态输出：就是具有高电平、低电平和高阻抗三种输出状态的门电路。）可以直接清除 100MHz的移位频率 特点8位串行输入 /8位串行或并行输出存储状态寄存器，三种状态 输出寄存器（三态输出：就是具有高电平、低电平和高阻抗三种输出状态的门电路。）可以直接清除 100MHz的移位频率 3输出能力并行输出，总线驱动；串行输出；标准中等规模集成电路 595移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7’）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。 参考数据 Cpd决定动态的能耗， Pd=Cpd×VCC×f1+∑(CL×VCC^2×f0) F1=输入频率，CL=输出电容 f0=输出频率（MHz） Vcc=电源电压 4、引脚说明符号引脚描述 Q0…Q7 8位并行数据输出，其中Q0为第15脚 GND 第8脚地 Q7’第9脚串行数据输出 MR 第10脚主复位（低电平） SHCP 第11脚移位寄存器时钟输入 STCP 第12脚存储寄存器时钟输入 OE 第13脚输出有效（低电平） DS 第14脚串行数据输入 VCC 第16脚电源 伺服系统的芯片控制 系统采用了Tiny系列单片机M16C0262F8，是专为电机控制设计的高机能、低价位的定点单片机芯片，以16位定点CPU为内核，48针的QFP封装，并且具有专门的三相马达控制用的定时功能，具有以1个时钟周期执行的指令，实现了高速运算处理。不管在触摸屏维修时使用汇编语言仍是使用c语言，都能开发，并且将频繁使用的指令分配成l字节的操纵码，所以开发的程序相对来说占用存储容量小的且效率高。另外，具有内部乘法器，能进行高速乘法运算。 一、储存器的配置 Tiny单片机芯片内包含有用来存储指令及数据的ROM和RAM，也可以使用外部存储器，有1M字节的线性地址空间，寻址地址空间从00000H到FFFFFH。从00016H到003FFH 为专用寄存器区(SFR)的地址范围；I/O口、A/D转换器，串行口和定时器等内置周边电路所用的控制寄存器均位于此区域内。从00400H往高低址延伸的一段是RAM区，除存储数据外，也可用于存放调用子程序或产生间断时的堆栈数据。 从FFFFFH到FFFDCH单元中存放固定的间断矢量表，固定向量表为地址固定的向量表；从FFFDBH到FFEOOH单元配置为专用页向量表，专用页向量表中1个向量表由2个字节构成。在各向量表中设定子程序的起始地址的低16位。并且，每个向量表都有专用页号(18"-'-'255)，在JSRS及JMPS指令中，使用此专用页号。 二、内部处理器 芯片M16C0262F8体积和管脚都减少了，但是内核确是以M16C/60型高档单片机作为核心处理器，采用高机能硅栅CMOS工艺，具有超低功耗、极强的抗干扰能力。中心处理器共有13个寄存器，其中R0、R1、R2、R3为16位数据寄存器，主要用于传送、算术和逻辑运算，部门寄存器可以拆分或合并成8位或者32位寄存器使用。 A0、A1为16位地址寄存器，某些指令中，也能合并成32位地址寄存器使用，用于地址寄存器间接寻址和地址寄存器相对寻址。七个寄存器r(R0、R1、R2、R3、A0，A17f=IIFB)为双份，可用寄存器区选择标志在两个工作寄存器区之间进行选择。另外还包括帧基址寄存器、程序计数器、间断表格寄存器、用户堆栈指针、间断堆栈指针、静态基址寄存器、标志寄存器。 三、间断系统 按间断产生的原因可分为软间断和硬间断。软间断由某些特定指令产生，不可屏蔽。硬间断又分为不可屏蔽的特殊间断和可以屏蔽的外设I/O间断，可屏蔽间断能通过间断答应标志(I标志)控制间断的答应(禁止)或者能通过间断优先级改变间断优先权。软件间断号是0"-'63，执行INT指令，就产生INT指令间断，查对应向量表读取间断进口地址，执行间断子程序。另外，因为软件间断号0"-'31分配给外围I/O间断，因此能通过执行INT指令，执行和外围I/O间断相同的间断程序。 INT指令间断中使用的堆栈指针(SP)根据软件间断号而不同。对于软件间断号0～31，当接受间断哀求时将堆栈指针指定标志(U标志)压栈，然后在将u标志清“0"，选择间断堆栈 马达专用控制芯片LG9110 芯片特点： 低静态工作电流； 宽电源电压范围：2.5V-12V ； 每通道具有800mA 连续电流输出能力； 较低的饱和压降； TTL/CMOS 输出电平兼容，可直接连CPU ； 输出内置钳位二极管，适用于感性负载； 控制和驱动集成于单片IC 之中； 具备管脚高压保护功能； 工作温度：0 ℃-80 ℃。 描述： LG9110 是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。该芯片有两个TTL/CMOS 兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性；两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过750 ～800mA 的持续电流，峰值电流能力可达1.5 ～2.0A ；同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的使用上安全可靠。LG9110 被广泛应用于玩具汽车电机驱动、步进电机驱动和开关功率管等电路上。 管脚定义： 1 A路输出管脚、2和3 电源电压、4 B路输出管脚、5和8地线、6 A路输入管脚、7 B路输入管脚 恒压恒流桥式1A驱动芯片L293 L293是著名的SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。其后缀有B、D、E等，除L293E为20脚外，其它均为16引脚。其额定工作电流为1A，最大可达1.5A，Vss电压最小4.5V，最大可达36V；Vs电压最大值也是36V，但经过我的实验，Vs电压应该比Vss电压高，否则有时会出现失控现象。 恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N L298也是SGS公司的产品，比较常见的是15脚Multiwatt封装的 L298N，内部同样包含4通道逻辑驱动电路。 1、15脚是输出电流反馈引脚，其它与L293相同。在通常使用中这两个引脚也可以直接接地。LED显示屏常用驱动芯片资料(精)
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