LED顯示屏驅(qū)動(dòng)原理及其驅(qū)動(dòng)板常見故障探討

LED顯示屏驅(qū)動(dòng)原理及其驅(qū)動(dòng)板常見故障探討姓名：葉劍文系別：信息工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：０８嵌入式技術(shù)與應(yīng)用指導(dǎo)教師：楊震倫目錄辯論評(píng)價(jià)-1-標(biāo)題-2-摘要-2-一、引言-2-二、ＬＥＤ顯示屏驅(qū)動(dòng)原理-2-三、恒流驅(qū)動(dòng)芯片〔MBl5026芯片〕-3-四、以ＭBI5026為恒流驅(qū)動(dòng)芯片的驅(qū)動(dòng)板元件-3-4.1、ＭBI5026的作用：１６位恒流驅(qū)動(dòng)ＬＥＤ-4-4.2、74HC245的作用：信號(hào)功率放大-4-4.3、74HC138的作用：八位二進(jìn)制譯碼器-5-4.4、74HC595的作用：LED驅(qū)動(dòng)芯片，8位移位鎖存器-6-4.5、4953的作用：行驅(qū)動(dòng)管，功率管-7-五、單元板/模組上的顯示接口-7-六、LED顯示屏常見信號(hào)-8-七、常見故障處理手段〔工具：萬用表、電烙鐵、刀片、螺絲刀、鑷子……等。〕-9-7.1、電阻檢測(cè)法-9-7.2、電壓檢測(cè)法-9-7.3、短路檢測(cè)法-9-7.4、壓降檢測(cè)法-9-八、常見問題的處理-9-8.1、單元板故障：-9-．整板不亮-9-．在點(diǎn)斜掃描時(shí)，規(guī)律性的隔行不亮顯示畫面重疊-9-．全亮?xí)r有一行或幾行不亮-9-．在行掃描時(shí)，兩行或幾行〔一般是2的倍數(shù),有規(guī)律性的〕同時(shí)點(diǎn)亮-9-．全亮?xí)r有單點(diǎn)或多點(diǎn)〔無規(guī)律的〕不亮-9-．全亮?xí)r有一列或幾列不亮-10-．有單點(diǎn)或單列高亮，或整行高亮，并且不受控-10-．顯示混亂，但輸出到下一塊板的信號(hào)正常-10-．顯示混亂，輸出不正常-10-．顯示缺色-10-．輸出有問題-10-8.2整屏故障：-10-8.2.1.整屏不亮〔黑屏〕-10-8.2.2.整塊單元板不亮〔黑屏〕-10-8.2.3.單元板上行不亮-10-8.2.4.單元板不亮-11-8.2.5.單元板缺色-11-參考文獻(xiàn)-11-辯論評(píng)價(jià)：成績(jī)：辯論指導(dǎo)教師1：辯論指導(dǎo)教師2：教研室主任：日期：LED顯示屏驅(qū)動(dòng)原理及其驅(qū)動(dòng)板常見故障摘要：本報(bào)告系本人結(jié)合自己實(shí)習(xí)，對(duì)實(shí)習(xí)期間學(xué)習(xí)觀察的總結(jié)。LED大屏拼接的模組是LED顯示屏的根本單位，針對(duì)模組，我們可以了解到LED顯示屏的工作原理，主要是LED的驅(qū)動(dòng)技術(shù)。恒流驅(qū)動(dòng)是目前LED屏市場(chǎng)上常用的技術(shù)，廠家在打造自己產(chǎn)品時(shí)通常會(huì)遇到技術(shù)的選擇，配套芯片選用，一般各公司各具特色。無論如何，模組驅(qū)動(dòng)板是顯示屏的核心，這涉及廠家的制造，銷售及售后效勞。本文探討一種常用的驅(qū)動(dòng)方式，介紹該驅(qū)動(dòng)板的工作原理，對(duì)常見故障進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性的總結(jié)。關(guān)鍵字：ＬＥＤ顯示屏，恒流驅(qū)動(dòng)，大屏拼接一、引言由于所在的實(shí)習(xí)單位是專業(yè)于LED大屏幕拼接的，所以對(duì)于LED顯示屏我也是耳濡目染，由于工作的需要，我深入了解了LED顯示屏驅(qū)動(dòng)原理，并在維修驅(qū)動(dòng)板的過程中總結(jié)出一定的規(guī)律。顯示屏LED顯示屏作為一種新興的顯示媒體，隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速開展，得到了飛速開展，它與傳統(tǒng)的顯示媒體如多彩霓虹燈、象素管電視墻、四色磁翻板相比擬，以其亮度高、動(dòng)態(tài)影像顯示效果好、故障低、能耗少、使用壽命長(zhǎng)、顯示內(nèi)容多樣、顯示方式豐富、性能價(jià)格比高等優(yōu)勢(shì)，已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。下面就我所在實(shí)習(xí)公司裝配的LED顯示屏為例簡(jiǎn)單闡述一下LED顯示屏的驅(qū)動(dòng)原理和故障維修中一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。二、ＬＥＤ顯示屏驅(qū)動(dòng)原理一塊LED大屏幕，平常我們看見的只是她華美的色彩顯示，但不知道她是如何工作的，今天，在企業(yè)的指導(dǎo)老師們的帶著下，我才有時(shí)機(jī)真正了解LED顯示屏的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。LED的發(fā)光原理是在它兩端加上正向電壓，使半導(dǎo)體中的少數(shù)載流子和多數(shù)載流子發(fā)生復(fù)合，放出過剩能量，從而引起光子的發(fā)射。LED驅(qū)動(dòng)電路的主要功能是將交流電壓轉(zhuǎn)換為恒流電源，同時(shí)按照LED器件的要求完成與LED的電壓和電流的匹配。LED驅(qū)動(dòng)電路除了要滿足平安要求外，另外的根本功能應(yīng)有兩個(gè)方面：一是盡可能保持恒流特性，尤其在電源電壓發(fā)生±15%的變動(dòng)時(shí)，仍應(yīng)能保持輸出電流在±10%的范圍內(nèi)變動(dòng)。用LED作為顯示器或其他照明設(shè)備或背光源時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行恒流驅(qū)動(dòng)，主要原因是：

1、防止驅(qū)動(dòng)電流超出最大額定值，影響其可靠性。2、獲得預(yù)期的亮度要求，并保證各個(gè)LED亮度、色度的一致性。二是驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)保持較低的自身功耗，這樣才能使LED的系統(tǒng)效率保持在較高水準(zhǔn)?，F(xiàn)實(shí)應(yīng)用中一般通過廠家專門生產(chǎn)的LED恒流驅(qū)動(dòng)控制芯片來給分配顯示屏LED的電源信號(hào)。實(shí)現(xiàn)其掃描顯示的根本功能。三、恒流驅(qū)動(dòng)芯片〔MBl5026芯片〕驅(qū)動(dòng)芯片是驅(qū)動(dòng)板的靈魂，由于本文即將探討的故障問題都是基于我所實(shí)習(xí)的企業(yè)所生產(chǎn)的顯示屏，所以本文以介紹臺(tái)灣聚積科技公司的MBl5026ＬＥＤ恒流驅(qū)動(dòng)專用芯片為主。LED顯示屏專用驅(qū)動(dòng)芯片生產(chǎn)廠家主要有TOSHIBA(東芝)、TI(德州儀器)、SONY(索尼)、MBI{聚積科技}、SITI(點(diǎn)晶科技)等。在國(guó)內(nèi)LED顯示屏行業(yè)，這幾家的芯片市場(chǎng)上都有應(yīng)用。LED驅(qū)動(dòng)芯片可分為通用芯片和專用芯片兩種。所謂的通用芯片，其芯片本身并非專門為L(zhǎng)ED而設(shè)計(jì)，而是一些具有LED顯示屏局部邏輯功能的邏輯芯片(如串-并移位存放器)。而專用芯片是指按照LED發(fā)光特性而設(shè)計(jì)專門用于LED顯示屏的驅(qū)動(dòng)芯片。LED是電流特性器件，即在飽和導(dǎo)通的前提下，其亮度隨著電流的變化而變化，而不是靠調(diào)節(jié)其兩端的電壓而變化。專用芯片具有輸出電流大、恒流等特點(diǎn)，比擬適用于電流大，畫質(zhì)要求高的場(chǎng)合，如戶外全彩屏、室內(nèi)全彩屏等。MBI5026采用PREISIONDRIVE技術(shù)以改良電氣特性，MBI5026是利用最新矽半導(dǎo)體技術(shù)，專為L(zhǎng)ED顯示面板設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)IC，它內(nèi)建的CMOS位移暫存器與栓鎖功能，可以將串列的輸入資料轉(zhuǎn)換成平行輸出資料格式。MBI5026的24個(gè)電流源，可以在每個(gè)輸出級(jí)提供5-90mA定電流量以驅(qū)動(dòng)LED，在應(yīng)用MBI5026與LED面板系統(tǒng)設(shè)計(jì)之時(shí)，MBI5026可提供系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員極大的彈性與極佳的元件效能。MBI5026的使用者可以經(jīng)由宣言不同阻值的外接電阻器來調(diào)整MBI5026各輸出級(jí)的電流大小，借此機(jī)制，使用者可輕松的控制LED的發(fā)亮光度。MBI5026的設(shè)計(jì)保證其輸出級(jí)可耐壓17伏特以上，因此可以在每個(gè)輸出端接多個(gè)LED，此外，MBI5026同樣可以提供25MHz的高時(shí)鐘頻率以滿足系統(tǒng)對(duì)大量資料傳輸上的需求。

MBI5026特點(diǎn)：1，等電流輸出通道

2，等電流輸出值不受輸出端負(fù)載電壓影響

3，極為精確的電流輸出值

4，利用一個(gè)外接電阻，可調(diào)整電流輸出值

5，等電流輸出范圍大

6，快速的輸出電流響應(yīng)，OE〔最小值〕：200ms

7，高達(dá)25MHZ時(shí)鐘頻率

8，具SCHMITTTRIGGER輸入裝備

9，操作電壓：5伏特四、以ＭBI5026為恒流驅(qū)動(dòng)芯片的驅(qū)動(dòng)板元件驅(qū)動(dòng)板元件：ＭBI5026，74HC245/244，74HC138，74HC595，4953。4.1、ＭBI5026的作用：１６位恒流驅(qū)動(dòng)ＬＥＤ〔ＭＢＩ５０２６腳位圖〕引腳說明：1、GND，芯片接地端2、SERIAL-IN，移位存放器的串行數(shù)據(jù)輸入端3、CLOCK，數(shù)據(jù)移位時(shí)鐘，上升沿有效4

、LATCH

，數(shù)據(jù)鎖存輸入端。LATCH端高電平輸入時(shí)，鎖存器傳遞數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不輸出到電流驅(qū)動(dòng)局部；LATCH端低電平輸入時(shí)，鎖存器保持?jǐn)?shù)據(jù)5~20、OUT0~15，恒流驅(qū)動(dòng)輸出端21、ENABLE

，恒流驅(qū)動(dòng)輸出使能輸入端。ENABLE端高電平輸入時(shí)，所有的輸出端關(guān)閉，ENABLE端低電平輸入時(shí)，所有的輸出端開啟。22

、SERIAL-OUT，串行輸入數(shù)據(jù)輸出端，提供下一級(jí)串行數(shù)據(jù)輸入端的串行輸入數(shù)據(jù)23、R-EXT，調(diào)節(jié)恒流值的電阻輸入端24、VDD，芯片５Ｖ電源端4.2、74HC245的作用：信號(hào)功率放大單元板/模組是由多塊串接在一起的，而控制信號(hào)是比擬弱的，在信號(hào)傳遞過程中需要將它的功率進(jìn)行放大第1腳DIR，為輸入輸出端口轉(zhuǎn)換用，DIR=“1〞高電平時(shí)信號(hào)由“A〞端輸入“B〞端輸出，DIR=“0〞低電平時(shí)信號(hào)由“B〞端輸入“A〞端輸出。第2~9腳“A〞信號(hào)輸入輸出端，A1=B1、、、、、、A8=B8，A1與B1是一組，如果DIR=“1〞G=“0〞那么A1輸入B1輸出，其它類同。如果DIR=“0〞G=“0〞那么B1輸入A1輸出，其它類同。第11~18腳“B〞信號(hào)輸入輸出端，功能與“A〞端一樣，不再描述。第19腳G，使能端，假設(shè)該腳為“1〞A/B端的信號(hào)將不導(dǎo)通，只有為“0〞時(shí)A/B端才被啟用，該腳也就是起到開關(guān)的作用。第10腳GND，電源地。第20腳VCC，電源正極。4.3、74HC138的作用：八位二進(jìn)制譯碼器74HC138的作用是用來選擇顯示行，一個(gè)74HC138可以選擇8行中的一行，所以單元板/模塊上有2塊74HC138，這樣就可以在16行中選擇1行顯示第8腳GND，電源地。第15腳VCC，電源正極第1~3腳A、B、C，二進(jìn)制輸入腳。第4~6腳片選信號(hào)控制，只有在4、5腳為“0〞6腳為“1〞時(shí)，才會(huì)被選通，輸出受A、B、C信號(hào)控制。其它任何組合方式將不被選通，且Y0~Y7輸出全為“1〞。通過控制選通腳來級(jí)聯(lián)，使之?dāng)U展到十六位。例：G2A=0，G2B=0，G1=1，A=1，B=0，C=0，那么Y0為“0〞Y1~Y7為“1〞，詳情見真值表。4.4、74HC595的作用：LED驅(qū)動(dòng)芯片，8位移位鎖存器用于驅(qū)動(dòng)顯示列，每片74HC595可以驅(qū)動(dòng)8列，多片74HC595串接在一起，串行列數(shù)據(jù)信號(hào)RI〔DATA〕、鎖存信號(hào)STB、串行時(shí)鐘信號(hào)CLK都在這個(gè)芯片上。第8腳GND，電源地。第16腳VCC，電源正極第14腳DATA，串行數(shù)據(jù)輸入口，顯示數(shù)據(jù)由此進(jìn)入，必須有時(shí)鐘信號(hào)的配合才能移入。第13腳EN，使能口，當(dāng)該引腳上為“1〞時(shí)QA~QH口全部為“1〞，為“0〞時(shí)QA~QH的輸出由輸入的數(shù)據(jù)控制。第12腳STB，鎖存口，當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)在傳入存放器后，只有供應(yīng)一個(gè)鎖存信號(hào)才能將移入的數(shù)據(jù)送QA~QH口輸出。第11腳CLK，時(shí)鐘口，每一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)將移入一位數(shù)據(jù)到存放器。第10腳SCLR，復(fù)位口，只要有復(fù)位信號(hào)，存放器內(nèi)移入的數(shù)據(jù)將清空，顯示屏不用該腳，一般接VCC。第9腳DOUT，串行數(shù)據(jù)輸出端，將數(shù)據(jù)傳到下一個(gè)。第15、1~7腳，并行輸出口也就是驅(qū)動(dòng)輸出口，驅(qū)動(dòng)LED。4.5、4953的作用：行驅(qū)動(dòng)管，功率管每一顯示行需要的電流是比擬大的，要使用行驅(qū)動(dòng)管，每片4953可以驅(qū)動(dòng)2個(gè)顯示行其內(nèi)部是兩個(gè)CMOS管，1、3腳VCC，2、4腳控制腳，2腳控制7、8腳的輸出，4腳控制5、6腳的輸出，只有當(dāng)2、4腳為“0〞時(shí)，7、8、5、6才會(huì)輸出，否那么輸出為高阻狀態(tài)。五、單元板/模組上的顯示接口顯示接口是用用于連接控制卡和單元板/模組之間連接，已將控制信號(hào)傳遞。由于存在不同的掃描方式，也就有不同的接口，使用得最多的是08接口，12接口和04接口。不同的接口主要是信號(hào)線的排列順序不一樣，原理是一樣的。室內(nèi)屏多用08接口，室外屏所采用接口非常雜亂，使用12接口的較多，但12接口也不是戶外屏的唯一接口。選擇控制卡和單元板/模組時(shí)，應(yīng)盡量選擇接口一致的，假設(shè)買到了不一致的接口，也可以根據(jù)學(xué)到的原理進(jìn)行改線。接口類型08接口04接口12接口排列順序圖片

常見于1/161/8掃常見于1/4掃常見于1/4掃六、LED顯示屏常見信號(hào)CLK時(shí)鐘信號(hào)：提供應(yīng)移位存放器的移位脈沖，每一個(gè)脈沖將引起數(shù)據(jù)移入或移出一位。數(shù)據(jù)口上的數(shù)據(jù)必須與時(shí)鐘信號(hào)協(xié)調(diào)才能正常傳送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)信號(hào)的頻率必須是時(shí)鐘信號(hào)的頻率的1/2倍。在任何情況下，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)有異常時(shí)，會(huì)使整板顯示雜亂無章。STB鎖存信號(hào)：將移位存放器內(nèi)的數(shù)據(jù)送到鎖存器，并將其數(shù)據(jù)內(nèi)容通過驅(qū)動(dòng)電路點(diǎn)亮LED顯示出來。但由于驅(qū)動(dòng)電路受EN使能信號(hào)控制，其點(diǎn)亮的前提必須是使能為開啟狀態(tài)。鎖存信號(hào)也須要與時(shí)鐘信號(hào)協(xié)調(diào)才能顯示出完整的圖象。在任何情況下，當(dāng)鎖存信號(hào)有異常時(shí)，會(huì)使整板顯示雜亂無章。EN使能信號(hào)：整屏亮度控制信號(hào)，也用于顯示屏消隱。只要調(diào)整它的占空比就可以控制亮度的變化。當(dāng)使能信號(hào)出現(xiàn)異常時(shí)，整屏將會(huì)出現(xiàn)不亮、暗亮或拖尾等現(xiàn)象。數(shù)據(jù)信號(hào)：提供顯示圖象所需要的數(shù)據(jù)。必須與時(shí)鐘信號(hào)協(xié)調(diào)才能將數(shù)據(jù)傳送到任何一個(gè)顯示點(diǎn)。一般在顯示屏中紅綠藍(lán)的數(shù)據(jù)信號(hào)別離開來，假設(shè)某數(shù)據(jù)信號(hào)短路到正極或負(fù)極時(shí)，那么對(duì)應(yīng)的該顏色將會(huì)出現(xiàn)全亮或不亮，當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)被懸空時(shí)對(duì)應(yīng)的顏色顯示情況不定。ABCD行信號(hào)：只有在動(dòng)態(tài)掃描顯示時(shí)才存在，ABCD其實(shí)是二進(jìn)制數(shù)，A是最低位，如果用二進(jìn)制表示ABCD信號(hào)控制最大范圍是16行〔1111〕，1/4掃描中只要AB信號(hào)就可以了，因?yàn)锳B信號(hào)的表示范圍是4行〔11〕。當(dāng)行控制信號(hào)出現(xiàn)異常時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)顯示錯(cuò)位、高亮或圖像重疊等現(xiàn)象。七、常見故障處理手段〔工具：萬用表、電烙鐵、刀片、螺絲刀、鑷子……等?！撑袛鄦栴}必須先主后次方式的處理，將明顯的、嚴(yán)重的先處理，小問題后處理。短路應(yīng)為最高優(yōu)先級(jí)。7.1、電阻檢測(cè)法，將萬用表調(diào)到電阻檔，檢測(cè)一塊正常的電路板的某點(diǎn)的到地電阻值，再檢測(cè)另一塊相同的電路板的同一個(gè)點(diǎn)測(cè)試與正常的電阻值是否有不同，假設(shè)不同那么就確定了問題的范圍。7.2、電壓檢測(cè)法，將萬用表調(diào)到電壓檔，檢測(cè)疑心有問題的電路的某個(gè)點(diǎn)的到地電壓，比擬是否與正常值相似，否那么確定了問題的范圍。7.3、短路檢測(cè)法，將萬用表調(diào)到短路檢測(cè)擋〔有的是二極管壓降檔或是電阻檔，一般具有報(bào)警功能〕，檢測(cè)是否有短路的現(xiàn)象出現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)短路后應(yīng)優(yōu)先解決，使之不燒壞其它器件。該法必須在電路斷電的情況下操作，防止損壞表。7.4、壓降檢測(cè)法，將萬用表調(diào)到二極管壓降檢測(cè)檔，因?yàn)樗械腎C都是由根本的眾多單元件組成，只是小型化了，所以在當(dāng)它的某引腳上有電流通過時(shí)，就會(huì)在引腳上存在電壓降。一般同一型號(hào)的IC相同引腳上的壓降相似，根據(jù)引腳上的壓降值比擬好壞，必須電路斷電的情況下操作。該方法有一定的局限性，比方被檢測(cè)器件是高阻的，就檢測(cè)不到了。八、常見問題的處理8.1、單元板故障：．整板不亮1、檢查供電電源與信號(hào)線是否連接。2、檢查測(cè)試卡是否以識(shí)別接口，測(cè)試卡紅燈閃動(dòng)那么沒有識(shí)別，檢查燈板是否與測(cè)試卡同電源地，或燈板接口有信號(hào)與地短路導(dǎo)致無法識(shí)別接口?！仓悄軠y(cè)試卡〕3、檢測(cè)74HC245有無虛焊短路，245上對(duì)應(yīng)的使能〔EN〕信號(hào)輸入輸出腳是否虛焊或短路到其它線路。注：主要檢查電源與使能〔EN〕信號(hào)。．在點(diǎn)斜掃描時(shí)，規(guī)律性的隔行不亮顯示畫面重疊1、檢查A、B、C、D信號(hào)輸入口到245之間是否有斷線或虛焊、短路。2、檢測(cè)245對(duì)應(yīng)的A、B、C、D輸出端與138之間是否斷路或虛焊、短路。3、檢測(cè)A、B、C、D各信號(hào)之間是否短路或某信號(hào)與地短路。注：主要檢測(cè)ABCD行信號(hào)。．全亮?xí)r有一行或幾行不亮1、檢測(cè)138到4953之間的線路是否斷路或虛焊、短路。．在行掃描時(shí)，兩行或幾行〔一般是2的倍數(shù),有規(guī)律性的〕同時(shí)點(diǎn)亮1、檢測(cè)A、B、C、D各信號(hào)之間是否短路。2、檢測(cè)4953輸出端是否與其它輸出端短路。．全亮?xí)r有單點(diǎn)或多點(diǎn)〔無規(guī)律的〕不亮1、找到該模塊對(duì)應(yīng)的控制腳測(cè)量是否與本行短路。2、更換模塊或單燈。．全亮?xí)r有一列或幾列不亮1、在模塊上找到控制該列的引腳，測(cè)是否與驅(qū)動(dòng)IC〔74HC595、、、〕輸出端連接。．有單點(diǎn)或單列高亮，或整行高亮，并且不受控1、檢查該列是否與電源地短路。2、檢測(cè)該行是否與電源正極短路。3、更換其驅(qū)動(dòng)IC。．顯示混亂，但輸出到下一塊板的信號(hào)正常1、檢測(cè)245對(duì)應(yīng)的STB鎖存輸出端與驅(qū)動(dòng)IC的鎖存端是否連接或信號(hào)被短路到其它線路。．顯示混亂，輸出不正常1、檢測(cè)時(shí)鐘CLK鎖存STB信號(hào)是否短路。2、檢測(cè)245的時(shí)鐘CLK是否有輸入輸出。3、檢測(cè)時(shí)鐘信號(hào)是否短路到其它線路。注：主要檢測(cè)時(shí)鐘與鎖存信號(hào)。．顯示缺色1、檢測(cè)245的該顏色的數(shù)據(jù)端是否有輸入輸出。2、檢測(cè)該顏色的數(shù)據(jù)信號(hào)是否短路到其它線路。3、檢測(cè)該顏色的驅(qū)動(dòng)IC之間的級(jí)連數(shù)據(jù)口是否有斷路或短路、虛焊。注：可使用電壓檢測(cè)法較容易找到問題，檢測(cè)數(shù)據(jù)口的電壓與正常的是否不同，確定故障區(qū)域。．輸出有問題1、檢測(cè)輸出接口到