LED显示屏恒流驱动电路的设计分析

1 、LED显示屏常规驱动电路的设计

LED 显示屏驱动电路的设计，与所用控制系统相配合，通常分为动态扫描型驱动及静态锁存型驱动二大类。以下就动态扫描型驱动电路的设计为例为进行分析：

动态扫描型驱动方式是指显示屏上的4行、8行、16行等n 行发光二极管共用一组列驱动寄存器， 通过行驱动管的分时工作，使得每行LED的点亮时间占总时间的1/n ，只要每行的刷新速率大于50Hz，利用人眼的视觉暂留效应，人们就可以看到一幅完整的文字或画面。

常规型驱动电路的设计一般是用串入并出的通用集成电路芯片如74HC595或MC14094 等作为列数据锁存，以8050 等小功率NPN三极管为列驱动，而以达林顿三极管TIP127 等作为行扫描管，

如以单色点阵、16 行×64 列为一个基本单元，则需用8 片74HC595、64个8050及16个行扫描管， 其工作原理为:将八片74HC595级连，共用一个串行时钟CLK及数据锁存信号STR。当第一行需要显示的数据经过8×8= 64 个CLK时钟后将全部移入74HC595中，此时产生一个数据锁存信号STR，使数据锁存在74HC595的后级锁存器中，则与其各输出位对应的8050 将处于饱和导通或截止; 同时由行扫描控制电路产生信号使第一行扫描管导通，相当于第一行LED的正端都接高平，显然第一行LED管子的亮灭就取决于74HC595中所锁存的信号;在第一行LED管子点亮的同时，在74HC595中移入第二行要显示的数据，随后将其锁存，并同时由行扫描控制电路将第一行扫描管关闭而接通第二行，使第二行LED管子点亮。以此类推，当第十六行扫描过后再回到第一行，只要扫描速度足够高，就可形成一幅完整的文字或图像，

2、常规型驱动电路存在的缺陷

(1) 当某一行行驱动管有效时，该行所对应的所有LED发光二极管的点亮电流都将流过该行驱动扫描管，而一行中点亮LED管子的多少随所要显示的文字或图形而不断改变，所以行扫描管中流过的电流有较大的变化，将使其管压降有所改变;

(2) 点亮LED管子的多少而引起电流的变化也将影响到电源电压值的波动，由此将影响到第一行LED管子两端的电压，使其随不同的显示文字或图形不断波动，影响了整个显示屏亮度的均匀性。

3 、LED显示屏恒流驱动电路的设计

图3 给出了发光二极管的相对亮度与其中流过的电流之间的关系，从曲线中可以看出: 在一定的正向电流工作范围内，其发光亮度与其中流过的电流近似成正比，属于电流驱动型器件。所以只要能保证每个LED发光管中流过的电流为一常数，就能保证其亮度一致。

而从常规型驱动电路的工作原理中可以看出，由于其行、列驱动管都工作在饱和状态，无法控制其电流的大小，所以外加电源电压的波动、行扫描驱动管管压降的改变等，就直接影响LED 发光管中流过的电流，也即改变了其显示亮度。如果将列驱动管由饱和状态改为线性放大状态，变成恒流型驱动，就可以消除由上述因素造成的显示屏亮度不均允的现象。

在电源电压VDD 稳定时，74HC595 的高电平输出电压V 也很稳定，如电源电压VDD为6V 时，V = 5.9V。所以当74HC595的某一位输出为高电平时， 其对应列的L ED 将被点亮，且其中流过的电流近似为：

只要合理选择R1、R2、R3 的值，就可保证LED 中流过的电流稳定不变，并且可以使LED发光二极管工作在正向电流与对应发光亮度的最佳状态。

用这种列恒流驱动方式工作，可以做到不管一行中LED管子点亮数的多少，其行驱动管的管压降虽然仍有变化，电源电压VCC也可以有所改变，由于每个LED发光二极管中流过的电流恒定不变， 从而保证了LED 显示屏亮度的均匀性。