<4D6963726F736F667420506F776572506F696E74202D204C4544C0B3A5CEBB50C558B0CAA4E8A6A15FC249B4B9ACECA7DE5F56322E707074>

LED 應 用 與 驅 動 方 式 點 晶 科 技 June 2008

大 綱 LED 簡 介 LED 混 色 原 理 LED 驅 動 方 式 LED 應 用 實 例 Q&A

LED Light Emitting Diode (1) LED 是 利 用 電 能 直 接 轉 化 為 光 能 的 原 理, 在 半 導 體 內 正 負 極 2 個 端 子 施 加 電 壓, 當 電 流 通 過, 使 電 子 與 電 洞 於 pn 接 面 結 合 而 產 生 光

LED Light Emitting Diode (2)

LED Light Emitting Diode(3) 優 耗 電 量 低 體 積 微 小 光 指 性 強 耐 震 動 混 色 機 能 強 冷 發 光 無 汞 污 染 點 點 滅 速 度 快 元 件 壽 命 長 功 率 微 小 化 低 電 壓 / 直 流 電 驅 動 耗 電 量 僅 傳 統 燈 泡 的 10% 大 於 兩 萬 小 時 說 LED 發 光 晶 片 極 為 細 小, 可 以 點 線 面 搭 配 組 合, 且 可 以 隨 意 與 建 築 結 構 彈 性 結 合 一 般 日 光 燈 或 鹵 素 燈 需 具 有 特 殊 設 計 之 反 光 板 才 可 達 到 光 之 指 向 效 果,LED 有 極 高 指 向 性 單 只 LED 消 耗 功 率 通 常 小 於 1W, 發 熱 與 功 率 成 正 比, 此 可 應 用 於 需 避 免 高 熱 的 場 合 LED 半 導 體 原 件 產 品, 可 在 低 電 壓 與 直 流 電 下 操 作 可 與 太 陽 能 作 結 合 無 熱 輻 射 光, 紅 外 線 會 有 熱 效 果,LED 照 明 應 用 於 此 光 譜, 屬 冷 光 源, 不 會 因 使 用 過 久 而 發 燙 環 保 光 源 ( 相 對 於 CCFL 等 ) 明 無 須 暖 燈 時 間 白 熾 燈 泡 約 需 0.2 秒, 螢 光 燈 更 需 數 秒,LED 只 要 100ns, 可 結 合 電 腦 控 制 應 用 領 域 煞 車 燈 號 誌 舞 台 燈 建 築 照 明 面 發 光 照 明 器 具 重 點 照 明 階 梯 燈 導 引 燈 警 示 燈 舞 台 燈 櫥 窗 照 明 博 物 館 照 明 手 電 筒 與 PCD 機 板 結 合 之 照 明 顯 微 照 明 太 陽 醫 學 照 明 食 品 照 明 博 物 館 照 明

如 何 選 用 LED

LED 波 長 可 見 光 波 長 約 介 於 380nm~790nm 紅 光 約 700nm, 綠 光 約 540nm, 藍 光 約 470nm 各 式 背 光, 看 板, 交 通 號 誌, 應 用 不 可 見 光 波 長 約 介 於 850nm~1550nm 搖 控 器 紅 外 線 應 用 請 使 用 可 見 光 LED!!

封 裝 型 式 SMD 表 面 黏 著 型 體 積 小, 混 光 性 佳 獨 立 控 制 6-pin/4pin 共 陽 型 RGB LED 皆 可 串 接 應 用 選 6-pin RGB LED 點 晶 產 品 不 適 用 4-pin 共 陰 型 RGB LED DIP 插 鍵 式 價 格 便 宜, 加 工 容 易 以 戶 外 應 用 與 指 示 燈 為 主 有 空 間 限 制 時 使 用 SMD LED, 否 則 二 者 皆 可

LED 驅 動 電 壓 與 電 流 驅 動 電 壓 Vf 紅 光 約 2V, 藍 / 綠 / 白 光 約 3.3V LED 陽 極 端 的 電 壓 Vled 要 大 於 Vf, LED 才 會 亮 驅 動 電 流 If 依 亮 度 選 擇 LED 高 亮 度 約 20mA, 高 功 率 至 少 100mA 依 LED 的 If 值, 設 定 驅 動 IC 的 輸 出 電 流 小 心 不 要 讓 LED 燒 掉 了!!

如 何 選 用 LED 驅 動 晶 片

不 具 漸 層 效 果 的 燈 具 控 制 直 接 用 電 池 或 變 壓 器 連 接 LED 電 池 或 變 壓 器 的 輸 出 電 壓 與 電 流 要 足 以 驅 動 LED 用 開 關 斷 開 或 連 接 電 源 來 控 制 LED 的 亮 滅 只 能 做 LED 亮 暗 的 控 制 無 法 達 到 多 色 漸 層 效 果

具 漸 層 效 果 的 燈 具 控 制 24-Channel Driver, DD235 1-Ch./3-Ch.High Power Driver, DD311/312/313 8*3-Channel Driver, DM164

長 串 接 控 制 3-Channl PWM driver--dm413/dm412

動 畫 或 字 幕 8/16-Channel Driver, DM11C/DM13C 16-Channel Driver, DM631/632/633/634

LED 混 色 原 理

LED 三 原 色 色 彩 3 原 色 =Red Green Blue 色 彩 3 補 色 =Yellow Magenta Cyan R+G+B=White R+G=Y R+B=M B+G=C

CIE Color Space 國 際 照 明 委 員 會 (International Commission on Illumination, CIE) CIE 色 度 座 標 圖 給 定 顏 色 混 合 的 紅 (R) 綠 (G) 和 藍 (B) 色 光 相 對 應 數 值 來 確 定 顏 色

Lighting & Displaying the World RGB 色 碼 表 (1) http://www.wahart.com.hk/rgb.htm http://rhinejo.myweb.hinet.net/home/color/colorcord.html 5200A0 0200A0 004EA0 009EA0 00A052 00A002 4EA000 9EA000 A05200 A00200 A0004E A0009E 6100BE 0200BE 005DBE 00BCBE 00BE61 00BE02 5DBE00 BCBE00 BE6100 BE0200 BE005D BE00BC 7100DC 0300DC 006BDC 00D9DC 00DC71 00DC03 6BDC00 D9DC00 DC7100 DC0300 DC006B DC00D9 8000FA 0300FA 007AFA 00F7FA 00FA80 00FA03 7AFA00 F7FA00 FA8000 FA0300 FA007A FA00F7 8F19FF 1C19FF 1989FF 19FCFF 19FF8F 19FF1C 89FF19 FCFF19 FF8F19 FF1C19 FF1989 FF19FC 9D37FF 3937FF 3799FF 37FDFF 37FF9D 37FF39 99FF37 FDFF37 FF9D37 FF3937 FF3799 FF37FD AC55FF 5755FF 55A8FF 55FDFF 55FFAC 55FF57 A8FF55 FDFF55 FFAC55 FF5755 FF55A8 FF55FD BB73FF 7573FF 73B7FF 73FDFF 73FFBB 73FF75 B7FF73 FDFF73 FFBB73 FF7573 FF73B7 FF73FD C991FF 9291FF 91C7FF 91FEFF 91FFC9 91FF92 C7FF91 FEFF91 FFC991 FF9291 FF91C7 FF91FE D8AFFF B0AFFF AFD6FF AFFEFF AFFFD8 AFFFB0 D6FFAF FEFFAF FFD8AF FFB0AF FFAFD6 FFAFFE E7CDFF CECDFF CDE5FF CDFEFF CDFFE7 CDFFCE E5FFCD FEFFCD FFE7CD FFCECD FFCDE5 FFCDFE F5EBFF EBEBFF EBF5FF EBFFFF EBFFF5 EBFFEB F5FFEB FFFFEB FFF5EB FFEBEB FFEBF5 FFEBFF

10 進 制 數 位 的 世 界 2 進 制 234 = 2*10 2 + 3*10 1 + 4*10 0 2 進 制 101 2 = 1*2 2 + 0*2 1 + 1*2 0 = 5 16 進 制 0~F: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 分 別 表 示 0~15 B2D 16 = 11*16 2 + 2*16 1 + 13*16 0 = 2861 16 進 制 轉 2 進 制 A8 16 = 1010 1000 2

RGB 色 碼 表 (2) 所 有 顏 色 皆 有 專 屬 代 碼 以 16 進 位 表 現 256 色 共 六 碼 ( 如 : 99 FF 37 ) R: (9*16 + 9)=153 (153+1)/256 ~ 60.2% G: (15*16 + 15)=255 (255+1)/256 ~ 100.0% B: (3*16 + 7)=55 (55+1)/256 ~ 21.9% 24-bit 全 彩 (R 8-bit + G 8-bit + B 8-bit ) 256 * 256 * 256 = 16,777,216 色

圖 案 的 形 成 解 析 度 Pixel 8x8 為 例

LED 點 矩 陣 (Dot Matrix)

動 畫 靜 止 的 圖 像 如 何 變 成 運 動 的 圖 畫 視 覺 暫 留 畫 面 更 新 率 (Frame Rate : F) 高 於 60Hz (Hz : 每 秒 變 化 的 次 數 ) 以 100Hz 為 例 I Frame 1 Frame 2 1/100Hz = 0.01S 1/100Hz = 0.01S t

色 彩 的 深 淺 變 化 LED 的 電 性 亮 度 與 電 流 大 小 成 正 比 亮 度 調 整 調 整 電 流 脈 衝 寬 度 調 變 (PWM) I 0.5I Frame 1 50% 亮 度 0.005S Frame 2 100% 亮 度 1/100Hz = 0.01S t 0.01S

脈 衝 寬 度 調 變 (PWM) I 將 0.01S 分 割 成 256 等 分... 0.01S t I I 1/256 亮 度 0.01S 3/256 亮 度 0.01S t t

為 什 麼 需 要 LED Driver

為 何 需 要 LED Driver?? LED 亮 度 與 輸 入 電 流 成 正 比 LED Vf 差 異 性 可 達 20% 電 流 均 一 性 (Current Matching) Bit to bit Chip to chip 電 流 穩 定 性 (Current Regulation) LED forward Voltage Power Supply Voltage 反 應 速 度 (Transient Response) Tr/Tf Clock Frequency

Features of SiTI LED Driver Current Adjustment Constant Current Adjusted by External Resistor Global Brightness Control Dot Correction Adjustment PWM Gray Scale Adjustment Protection Circuitry Open/Short Detection Thermal Alarm/Shut Down OVP/OCP Low Power Supply 3.3V~33V High Power Driving 500mA+ per Channel 17V / 36V of Output Voltage

基 礎 電 學 符 號 名 稱 單 位 備 註 V 電 壓 V 電 壓 是 一 種 差 值 I 電 流 A R 電 阻 Ω E 能 量 J P 功 率 W 每 秒 產 生 ( 消 耗 ) 多 少 能 量 V = I * R, P = I * V=E / t VDD, VCC I VDD, VCC 5 1A 5 V R V R I 5V 5 5Ω O 5V 5 O 1A GND, VSS I GND, VSS 0 1A 0

定 電 流 設 定 外 掛 電 阻 Output Current as a Function of REXT value 200 180 160 140 Iout Iout (m A) 120 100 80 60 40 20 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 REXT (ohm) Rext When setting Iout= 20mA, Rext = 30ohm

定 電 流 設 定 - Min. Vout Output Current as a Function of Output Voltage Iout ( ma) 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 Vout (volt) Vf If Iout=100mA Min. Vout = Vled Vf =0.8V

LED:I T L(Luminance) I(mA) y :A x :B x y t(ms) 0% 20% 40% 60% 80% 100% Question: A B 為 兩 面 積 相 同 之 方 塊, 試 問 對 人 眼 而 言, 那 個 較 亮?

電 流 調 整 方 式 _Digital EN Control Serial_in: FRAME1 EN: Iout_n: FRAME1 FRAME1 Serial_in Control Serial_in: FRAME1 FRAME2 FRAME3 EN: Iout_n: FRAME1 FRAME2

High Power LED Driver DD313

DD313 Block Diagram

DD313 Application Circuit

Cascading Driver DM413

RGB Cluster +

DM413 Block Diagram

DM413 Input Data format

DM413 Application Circuit

PWM-Controlled Driver DM633

DM633 Block Diagram OUT 0 OUT 1 OUT 15 Vled VCC GND LED Open/Short Detector (0) LED Open/Short Detector (1) LED Open/Short Detector (15) 7-bit High Accuracy Global Brightness Control Constant Current Driver (0) Constant Current Driver (1) Constant Current Driver (15) REXT 12-bit Counter 12-bit PWM Generator (0) 12-bit PWM Generator (1) 12-bit PWM Generator (15) SOMODE/ GCK 12 12 12 LAT 12-bit Latch Register (0) 12-bit Latch Register (1) 12-bit Latch Register (15) 12 12 12 DAI 12-bit Shift Register (0) 12-bit Shift Register (1) 12-bit Shift Register (15) DAO DCK

DM633 Input Data Format

DM633 Global Brightness Control DCK LAT Timing Combination to set GBC data and O/S flag t DAI D G [2] D G [1] D G [0] GBC A[6] GBC A [] 5 GBC A [] 0 O/S A D H [191] D H [190] D H [1] D H [0] 1 0 190 191 192 1 2 7 8 1 2 191 192 high DCK low DAO D F [1] E[0] D G [191] GBC Z [6] GBC Z [5] GBC Z [4] O/S Z GBC A [6] D G [183] D G [182] D G [181] O/S D H [191] 1 0 LAT high low <1frame SOMODE/GCK 1 0 OUTn (current) Frame Data F *1 Frame Data G Frame DataGa on off

Application_Serial Connection

Application_Parallel Connection

Create A Dream World

CONSTANT CURRENT LED DRIVERS Application and Demo

HIGH CONSTANT CURRENT LED DRIVER Application and Demo

Q&A