?TLC6984 LED显示驱动芯片技术文档总结

随着窄像素间距LED显示屏或mini-LED和micro-LED产品的像素密度越来越高，迫切需要LED驱动器来应对这些关键挑战。这些挑战包括满足严格电路板空间限制的超高集成度、最小化系统级功耗的超低功耗、实现低EMI影响的高数据刷新率的新接口，以及满足更高显示质量日益增长的需求的出色显示性能。
*附件：tlc6984.pdf

该TLC6984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。除了TLC6983驱动16个×16和32个×32个RGB LED像素外，三个TLC6984能够驱动48个×48个RGB LED像素，堆叠四个TLC6984可以驱动64×64个RGB LED像素。为了实现低功耗，该器件通过其共阴极结构支持红色、绿色和蓝色LED的分离电源。此外，超低工作电压范围（Vcc低至2.5 V）和超低工作电流（Icc低至3.6 mA）可显著降低TLC6984的工作功率。

该TLC6984实现了高速、双边沿传输接口，支持高器件数菊花链和高刷新率，同时最大限度地减少电磁干扰 （EMI）。该器件支持高达 25 MHz 的 SCLK（外部）和 40 MHz 至 160 MHz 的 GCLK（内部，典型值），具有不同的 GCLK 乘法器模式和频率。同时，该器件集成了增强的电路和智能算法，以解决窄像素间距 （NPP） LED 显示应用以及 mini-和 micro-LED 产品中的各种显示挑战。这些挑战包括第一条扫描线处的暗淡、上下重影、低灰度的不均匀性、耦合以及由开路或短路 LED 引起的毛毛虫，这使得该TLC6984成为此类应用的完美选择。

该TLC6984还在作过程中实现 LED 开路、弱短路、短路检测和移除，还可以将此信息报告给随附的数字处理器。

特性

• 分离的 VCC和 VR/G/B电源
  • VCC电压范围：2.5 V – 5.5 V
  • VR/G/B电压范围：2.5 V – 5.5 V
• 48 个电流源通道，电流范围为 0.2 mA 至 20 mA
  • 通道间精度：±0.5%（典型值）、±2%（最大值）;器件间精度：±0.5%（典型值），±2%（最大值）
  • 低拐点电压：0.26 V（最大值）当 I 外 = 5 毫安
  • 3 位（8 级）全局亮度控制
  • 8 位（256 级）颜色亮度控制
  • 最大 16 位（65536 步）PWM 灰度控制
• 16 个扫描线开关，R 为 190mΩDS（开）
• 超低功耗
  • 独立VCC低至 2.5 V
  • 最低 ICC低至 3.6 mA，采用 50MHz GCLK
  • 智能省电模式，带 ICC低至 0.9mA
• 内置SRAM，支持1 – 64多路复用
  • 具有 16 个多路复用功能的单个器件，支持 48 个× 16 个 LED 或 16 个× 16 个 RGB 像素
  • 双器件可堆叠 32 个多路复用，支持 96 × 32 个 LED 或 32 × 32 个 RGB 像素
  • 三个器件可堆叠，具有 48 个多路复用功能，支持 144 × 48 个 LED 或 48 个× 48 个 RGB 像素
  • 四个设备可堆叠 64 个多路复用，支持 192 × 64 个 LED 或 64 × 64 RGB 像素
• 高速、低 EMI 连续时钟系列接口 （CCSI）
  • 只有三根电线：SCLK / SIN / SOUT
  • 外部 25 MHz（最大值）SCLK，带双边沿传输机制（内部 50 MHz）
  • 内部倍频器，支持高GCLK频率
• 优化的显示性能
  • 可编程扫描线序列
  • 上下重影消除
  • 低灰度增强
  • LED开路、短路、弱短路检测和去除

参数

方框图

?1. 产品概述?
TLC6984是德州仪器（TI）推出的高性能LED显示驱动芯片，专为窄像素间距（NPP）LED显示屏、迷你/微型LED产品设计。其核心特性包括：

• ?集成架构?：48路恒流源（0.2–20 mA）和16路扫描开关（190 mΩ导通电阻），支持共阴极矩阵LED驱动。
• ?多设备级联?：单芯片支持16×16 RGB像素，四芯片级联可驱动64×64 RGB像素，通过堆叠模式（MOD_SIZE配置）灵活扩展显示规模。
• ?低功耗设计?：分离式电源供电（VCC: 2.5–5.5 V，VR/G/B: 2.5–5.5 V），智能省电模式（ICC低至0.9 mA）。

?2. 关键功能?

• ?高精度电流控制?：
  • 通道间精度±0.5%（典型值），器件间精度±0.5%。
  • 8位全局亮度控制（BC）和256级色彩亮度调节（CC_R/CC_G/CC_B）。
• ?高速接口?：
  • 连续时钟串行接口（CCSI），支持双沿传输（最高25 MHz SCLK），低EMI设计。
• ?显示性能优化?：
  • 动态频谱脉宽调制（DS-PWM）算法，支持16位灰度控制（65536级）。
  • 消除首行亮度不均、上下鬼影、低灰度不均匀等问题。
• ?故障检测与保护?：
  • LED开路/短路/弱短路检测及移除功能，支持热关断（TSD）和IREF电阻短路保护（ISP）。

?3. 应用场景?

• 高密度LED显示屏（如4K微间距电视模块）。
• 迷你/微型LED产品，需高刷新率（典型3840 Hz）和高对比度场景。

?4. 典型设计示例?

• ?32×32 RGB像素模块?：两片TLC6984级联，独立/堆叠模式可选（SCAN_REV配置扫描顺序）。
• ?电源设计?：建议VR与VCC共用电源轨，VG/VB共享另一电源轨，需配置去耦电容（0.1 μF靠近引脚）。

?5. 封装与布局?

• ?封装选项?：76引脚VQFN（RRF）或96引脚BGA（ZXL），均带裸露散热焊盘。
• ?布线建议?：
  • 扫描线引脚居中布局以减少寄生电感。
  • 恒流输出通道走线尽量短直，优先采用引脚顺序匹配的数据传输序列。

?6. 寄存器与配置?

• ?功能控制寄存器?（FC0-FC21）：配置扫描线数（SCAN_NUM）、子周期数（SUBP_NUM）、故障检测阈值（LODVTH/LSDVTH）等。
• ?数据存储?：双存储区（BANK A/B）切换机制，支持高刷新率下的无缝帧更新。

?7. 文档支持?

• 提供完整的寄存器映射表、时序图及典型应用曲线（如波形图、灰度响应）。
• 详细的热阻参数（RθJA）和ESD防护等级（HBM: ±4000 V）。

该文档全面覆盖了TLC6984的硬件设计、软件配置及故障处理方案，适用于高分辨率LED显示系统的开发。