Texas Instruments DLP651LE数字微镜器件 (DMD) 是一款数控微机电系统 (MEMS) 空间光调制器 (SLM)，具有0.65英寸对角线微镜阵列。 此DMD器件支持WXGA (1280 x 800) 显示解决方案。DLP651LE芯片组包括DLPC4430显示控制器、DLPA100电源和电机驱动器，以及DLPA200微镜驱动器。该芯片组非常适合需要16:10纵横比和出色亮度的应用。此DMD器件在0°C至90°C温度范围内工作，采用22.30mm x 32.20mm FYM (149) 封装。DLP651LE符合RoHS指令和REACH标准 此DMD器件用于智能照明、教育投影仪和商业投影仪。

数据手册：*附件：Texas Instruments DLP651LE数字微镜器件 (DMD)数据手册.pdf

特性

• 0.65-inch对角线微镜阵列：
  • WXGA (1280 x 800) 显示分辨率
  • 微镜倾斜角度：±12°（相对于平面）
  • 微镜间距：10.8μm
  • 角落照明
  • 2xLVDS输入数据总线
• 22.30mm x 32.20mm FYM (149) 封装
• 芯片组：
  • DLP651LE
  • DLPA100控制器电源管理和电机驱动IC
  • DLPC4430控制器
  • DLPA200 DMD电源管理IC
• 符合RoHS指令和REACH标准

规范

• 输入差分电压：700mV
• 工作温度范围：0°C至90°C
• LVDS接口电源电压范围：-0.5V至4V

简化原理图

功能框图

德州仪器DLP651LE数字微镜器件技术解析

一、关键特性与技术参数

1. 微镜阵列特性

• 对角线尺寸：0.65英寸
• 显示分辨率：WXGA (1280×800)
• 微镜间距：10.8微米
• 微镜偏转角度：±12°(相对于平面)
• 阵列有效区域：13.824mm(宽)×8.640mm(高)
• 微镜切换时间：典型值10μs

2. 电气接口

• 2×LVDS输入数据总线
• 工作电压：
  • VCC(核心逻辑)：3.0-3.6V
  • VCCI(LVDS接口)：3.0-3.6V
  • VOFFSET(微镜电极)：8.25-8.75V
• 功耗：核心逻辑典型479mA，LVDS接口309mA

3. 光学性能

• 工作波长范围：420-680nm时效率典型值68%
• 最大光照功率密度：
  • 可见光(410-800nm)：33.5W/cm²
  • 紫外(<410nm)：10mW/cm²
  • 红外(>800nm)：10mW/cm²

二、工作原理与系统架构

DLP651LE的核心是由铝制微镜组成的二维阵列，每个微镜对应一个CMOS存储单元。通过改变底层CMOS寻址电路的地址电压和微镜复位信号(MBRST)，可以独立控制每个微镜的正或负偏转角度。

在工作时，微镜将入射光反射到两个方向之一：要么朝向投影光学系统(开状态)，要么远离投影光学系统(关状态)。这种二元控制方式结合高速切换实现了灰度等级和色彩的精确控制。

器件功能框图显示，DLP651LE包含：

• 两个LVDS通道接口(通道C和D)
• 行列控制电路
• 电极电压发生器
• 微镜阵列

三、应用设计要点

1. 热管理

• 阵列工作温度范围：长期0-70°C(需根据占空比降额)
• 热阻(阵列至测试点TP1)：0.50°C/W
• 温度计算需考虑：
  • 电功耗(典型1.5W)
  • 光吸收(平均热吸收率0.42)

2. 光学系统设计

• 数值孔径不应超过微镜倾斜角度
• 照明和投影光瞳需良好匹配(中心偏差<2°)
• 窗口孔径照明溢出需控制在平均通量水平的10%以内

3. 电源时序要求

• VCC和VCCI必须先于VOFFSET上电
• 电源压差|VCCI-VCC|必须小于0.3V
• 断电时VCC和VCCI必须在VOFFSET放电后才关闭

四、典型应用方案

DLP651LE芯片组典型应用于：

1. 智能照明系统
2. 商务投影仪
3. 教育投影仪

典型应用框图包括：

• 前端处理设备
• DLPC4430控制器
• DLPA100电源管理
• DLPA200微镜驱动器
• 光源(LED、激光或灯泡)
• 光学引擎

五、可靠性注意事项

1. ‌微镜着陆占空比‌：长期不对称的占空比会降低器件寿命。例如100/0(常开)或0/100(常关)状态应避免长时间持续。
2. ‌环境条件‌：
   • 工作露点平均温度≤28°C
   • 存储温度：-40至80°C
   • 避免冷凝
3. ‌ESD防护‌：
   • 人体放电模型(HBM)：±1000V
   • 充电器件模型(CDM)：±500V
   • MBRST引脚更敏感(HBM±150V)

六、机械与封装信息

• 封装类型：149引脚CLGA(FYM)
• 封装尺寸：22.30mm×32.20mm
• 托盘包装：33片/托盘

七、结论

DLP651LE DMD为需要WXGA分辨率的投影和照明应用提供了高性能解决方案。其优化的封装设计和配套芯片组简化了系统集成，同时气密封装确保了长期可靠性。设计人员需特别注意热管理、光学接口设计和严格的电源时序要求，以充分发挥器件性能并确保产品可靠性。