TLC6983EVM LED矩阵驱动评估模块技术解析

描述

Texas Instruments TLC6983EVM LED驱动器评估模块(EVM)用作TLC6983工程演示和评估的参考。TLC6983是一款高度集成的共阴极矩阵LED显示驱动器,具有48个恒流源和16个扫描FET。单个TLC6983可以驱动16 x 16 RGB LED像素,两个TLC6983堆叠后可以驱动32 x 32 RGB LED像素。Texas Instruments TLC6983EVM可以用作窄像素间距(NPP)LED显示器以及小型/微型LED产品的基本功能评估模块。

数据手册:*附件:Texas Instruments TLC6983EVM LED驱动器评估模块数据手册.pdf

特性

  • 48个电流源通道,0.2mA至20mA
  • 16个扫描线路开关,具有190mΩ RDS(ON)
  • 超低功耗
  • 高速、低EMI连续时钟系列串行接口

板布局

led驱动器

TLC6983EVM LED矩阵驱动评估模块技术解析

一、产品核心特性

TLC6983EVM是德州仪器(TI)推出的48×16共阴极矩阵LED显示驱动评估模块,专为NPP(窄像素间距)LED显示和Mini/Micro-LED产品开发而设计。该评估模块基于TLC6983QRHBQ1驱动芯片,具有以下突出特性:

  • 高集成度设计‌:单芯片集成48路恒流源(0.2-20mA可调)和16路扫描开关(190mΩ RDS(ON))
  • 超低功耗架构‌:工作电压低至2.5V,典型工作电流仅3.9mA
  • 高速接口‌:支持25MHz SCLK外部时钟和160MHz内部GCLK
  • 先进诊断功能‌:集成LED开路/弱短路/短路检测与自动移除机制
  • 抗干扰设计‌:采用双边沿传输接口技术,有效降低EMI干扰

二、硬件架构解析

1. 电源管理系统

评估模块采用多电源域设计:

  • 主电源‌:5V输入(通过USB或外部供电)
  • LED驱动电源‌:独立RGB供电(VLEDR/VLEDG/VLEDB)
  • DC-DC转换‌:集成TPS62825同步降压转换器(2A输出)

关键电源滤波网络:

  • 输入级:330μF铝聚合物电容+多级陶瓷电容(10μF+1μF+0.1μF)
  • 功率路径:4.7μH屏蔽电感(MPI4040R3-4R7-R)

2. 接口配置

  • 控制接口‌:40针BoosterPack连接器,兼容TMS320F280039C LaunchPad
  • 调试接口‌:Mini-USB(Type B)用于供电和编程
  • LED矩阵接口‌:1024个RGB LED驱动节点(EAST1616RGBA8)

3. 关键外围电路

  • 时钟电路‌:50MHz晶体振荡器(ASDMB-50.000MHZ-LC-T)
  • 保护电路‌:7.5V PoC保护二极管网络
  • 配置电阻‌:
    • 电流设置:7.87kΩ(1%)精密电阻
    • 模式选择:100kΩ/226kΩ分压网络

三、典型性能参数

参数类别指标值测试条件
工作电压范围VCC:2.5-5.5V全温度范围
VLED:2.5-5.5V
输出电流精度±1.5%0.2-20mA范围
刷新率>3840Hz16扫线模式
热性能结温<125°C25°C环境满负载工作
传输延时<100ns信号边沿到LED响应

四、评估系统搭建指南

1. 硬件连接步骤

  1. 将TMS320F280039C LaunchPad通过BoosterPack接口(J1/J2)与评估模块连接
  2. 选择供电方式:
    • USB供电‌:连接J3 Mini-USB接口
    • 外部供电‌:TP1(+5V)/TP2(GND)接入电源
  3. 配置跳线设置:
    • J4(5V跳线):选择电源输入路径
    • J4(3V3跳线):配置DCDC输出模式

2. 软件配置流程

  1. 安装Code Composer Studio(CCS)开发环境
  2. 导入LP589x/TLC698x示例代码包
  3. 关键寄存器配置:
    • 电流设置(0x12-0x15寄存器)
    • 扫描模式(0x18寄存器)
    • 故障检测使能(0x1D寄存器)

五、典型应用方案

1. 窄像素间距LED显示屏

  • 驱动架构‌:多模块级联支持32×32 RGB像素矩阵
  • 特性优势‌:
    • 消除首行亮度衰减问题
    • 解决低灰阶不均匀现象
    • 抑制上下行串扰(ghosting效应)

2. 车载显示系统

  • 自适应环境光调节
  • 支持ASIL-B功能安全等级
  • 符合AEC-Q100 Grade 2认证

3. 微型LED背光

  • 局部调光控制
  • 100,000:1超高对比度
  • 支持HDR10+标准

六、PCB设计要点

1. 叠层结构

  • 6层板设计(2个内电层)
  • 顶层:主要元件布局
  • 第2层:完整地平面
  • 第3层:电源分割层

2. 布局规则

  • 功率路径使用≥50mil宽铜箔
  • CSI-2差分对长度匹配控制在±50mil内
  • 热敏感元件远离DCDC转换器

3. 热管理设计

  • 关键发热元件下方布置≥8个散热过孔
  • 功率器件均匀分布
  • 避免电感与IC重叠布局
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