具错误侦测功能智能型LED驱动芯片

高速公路上的LED显示屏必须播报正确且实时的讯息，如此驾驶者才能掌握最新的讯息，以维持交通质量。高速公路上的LED显示屏最常发生两种故障状况：LED开路故障与LED短路故障。具错误侦测功能的智能型LED驱动芯片，可协助高速公路显示屏系统维修者，实时掌握LED显示屏的错误状况，进行立即修复；且执行错误侦测时，系统维修人员不需将LED显示屏关闭或将所有LED点亮。
基本原理
一、定电流输出
智能型LED驱动芯片提供8个或16个调节稳定的电流源，一理想的电流源其特性如下图所示，可以因应LED负载顺向电压(Vf)的变化以提供均匀、固定且稳定的电流以驱动LED。

图一 输出电流对输出电压的关系图
且智能型LED驱动芯片也提供各电流输出间与LED驱动芯片间差异极小、均匀固定且稳定的电流以驱动LED，如此可确保LED显示屏的影像质量。
二、应用电路
下图是一16位智能型LED驱动芯片的应用电路示意图。图中共有N个芯片串联一起，即每一芯片之输出接脚(SDO)与下一芯片之输入接脚(SDI)相连接，且每一芯片均有CLK、LE及 接脚，以接受相同的讯号源。智能型LED驱动芯片的数据传送是利用四条线传输接口，这点是与基本款LED驱动芯片是一致的。

图二 16位智能型LED驱动芯片的应用电路示意图
智能型LED驱动芯片的脚位元元元设计完全与基本款LED驱动芯片相同。但智能型LED驱动芯片采用Share-I-O™技术（注：此为聚积科技专利技术），使得原本在基中本款LED驱动芯片中的SDI与SDO脚，不仅可被用以传送影像数据，还可被用以传送所侦测到的错误码。显示屏制造商可以无须更动原为基本款LED驱动芯片设计的印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB)，即可使用具Share-I-O ™技术的错误侦测功能。
三、错误侦测模式
智能型LED驱动芯片的状态决定芯片是处于”一般模式”或”错误侦测模式”。
当智能型LED驱动芯片处在”一般模式”中时，其功能与基本款LED驱动芯片无异。此时，使用者只需将所有的智能型LED驱动芯片串接在一起，即可透过各个芯片之SDI脚传送影像数据；使用LE与 记忆所传送的影像数据与点亮LED。而LED亮度表现则是借着 的脉宽调变(Pulse Width Modulation, PWM)而成。
当智能型LED驱动芯片进入”错误侦测模式”中时，芯片内的大部分的运作模式是与”一般模式”中相同的；使用者只需注意如何让芯片进入”错误侦测模式”与离开”错误侦测模式” (即返回”一般模式”)。
”错误侦测模式”共有五个的阶段。以下将详细说明，并搭配图三。.
阶段 A- 进入”错误侦测模式”
透过LE与 脚，连续传送如图三所示的五个CLK、LE与 的讯号，智能型LED驱动芯片即可进入”错误侦测模式”。
阶段 B- 传送影像数据
进入”错误侦测模式”后，传送N x 16影像数据；之后透过LE，传送一栓锁讯号，影像数据即会从一位移缓存器被栓锁至一内建输出栓锁器中。
阶段 C- 依据影像数据点亮LED与进行错误侦测
在此阶段中， 由高电位转成低电位时，除了启动输出埠输出电流之外，也同时执行错误侦测 。此时影像数据无法由SDI脚传入、SDO脚传出。智能型LED驱动芯片会将错误侦测码以平行的方式储存至位移缓存器中。
阶段 D- 读回错误侦测码
当 信号由“低电位”拉至“高电位”时，智能型LED驱动芯片关闭输出信道并停止错误侦测。而已存于位移缓存器内的错误侦测码，则可随着新的序列资料由SDI脚传入，而由SDO脚一个位一个位地移送出来。
阶段 E- 结束”错误侦测模式”
透过LE与 脚，连续传送如图三所示的五个CLK、LE与 的讯号，智能型LED驱动芯片即可结束”错误侦测模式”，回到”一般模式”。

图三 错误侦测模式中的五个阶段
结论
智能型LED驱动芯片利用Share-I-O™技术，无须新增任何脚位元，即可增加LED负载错误侦测的功能；其错误侦测回报的时间只需数毫秒，且进行LED故障侦测时，LED显示屏不需关闭电源也不需将所有LED点(即所谓的在线侦测)；显示屏制造商可以无须更动，即可将讯息广告牌升级为具LED故障侦测的交通显示屏，可让系统维修人员实时知道LED显示屏的故障状态，提共立即维修，进而提升高速公路或都会地区交通导引显示屏之质量。