LED显示屏芯片级维修

宣汉鸿福家电

LED显示屏芯片级维修
LED显示屏有：计算机控制部分、显示驱动矩阵、LED显示阵列、电源四个大的部分。其中出现问题比较多的地方有：
1.接口问题。现象：计算机信息无法显示，检查电缆
2.电源问题。LED显示使用的是低压大电流电源，与普通直流电源区别不大
3.驱动问题。每个行或者列都没有显示，那就是对应驱动电路（芯片）问题，更换即可
4.显示问题。长期使用LED显示屏可能会损坏老化，维修更换即可。
LED显示屏常见故障处理流程-诊断流程：
1、确定您的显示屏是同步显示屏还是异步显示屏； 同步显示屏的显示依赖显示器的设置，异步显示屏不依赖显示器设置；
2、确定您的显示屏是局部的显示问题还是整屏显示均有问题；
局部显示不正常可排除通讯方面的问题，一般可确定是显示屏硬件出现故障，您应该立刻和我们联系，以防故障扩大；
整屏显示不正常可能产生的原因有多种：
对于同步显示屏，您应该确认显示器的设置是否改变，通讯是否正常，发送是否正常，然后是接收是否正常；
对于异步显示屏，首先应该确认显示屏的参数：硬件地址、宽度、高度、IP是否有改变，如果这些参数正确，再测试通讯是否正常，最后确定显示屏控制是否正常
显示屏单元板接口：

74HC138的作用：八位二进制译十进制译码器。
第8脚GND，电源地。
第15脚VCC，电源正极
第1~3脚A、B、C，二进制输入脚。
第4~6脚片选信号控制，只有在4、5脚为“0”6脚为“1”时，才会被选通，输出受A、B、C信号控制。其它任何组合方式将不被选通，且Y0~Y7输出全为“1”。
通过控制选通脚来级联，使之扩展到十六位。
例：G2A=0，G2B=0，G1=1，A=1，B=0，C=0，则Y0为“0”Y1~Y7为“1”，详情见真值表。

74HC595的作用：LED驱动芯片，8位移位锁存器。
第8脚GND，电源地。
第16脚VCC，电源正极
第14脚DATA，串行数据输入口，显示数据由此进入，必须有时钟信号的配合才能移入。
第13脚EN，使能口，当该引脚上为“1”时QA~QH口全部为“1”，为“0”时QA~QH的输出由输入的数据控制。
第12脚STB，锁存口，当输入的数据在传入寄存器后，只有供给一个锁存信号才能将移入的数据送QA~QH口输出。
第11脚CLK，时钟口，每一个时钟信号将移入一位数据到寄存器。
第10脚SCLR，复位口，只要有复位信号，寄存器内移入的数据将清空，显示屏不用该脚，一般接VCC。
第9脚DOUT，串行数据输出端，将数据传到下一个。
第15、1~7脚，并行输出口也就是驱动输出口，驱动LED。
  
4953的作用：行驱动管，功率管。
其内部是两个CMOS管，1、3脚VCC，2、4脚控制脚，2脚控制7、8脚的输出，4脚控制5、6脚的输出，只有当2、4脚为“0”时，7、8、5、6才会输出，否则输出为高阻状态.
TB62726的作用：LED驱动芯片，16位移位锁存器。
第1脚GND，电源地。
第24脚VCC，电源正极
第2脚DATA，串行数据输入
第3脚CLK，时钟输入
第4脚STB，锁存输入
第23脚输出电流调整端，接电阻调整
第22脚DOUT，串行数据输出
第21脚EN，使能输入
其它功能与74HC595相似，只是TB62726是16位移位锁存器，并带输出电流调整功能，但在并行输出口上不会出现高电平，只有高阻状态和低电平状态。74HC595并行输出口有高电平和低电平输出。TB62726与5026的引脚功能一样，结构相似。

LED显示屏常见信号的了解
CLK时钟信号：提供给移位寄存器的移位脉冲，每一个脉冲将引起数据移入或移出一位。数据口上的数据必须与时钟信号协调才能正常传送数据，数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2倍。在任何情况下，当时钟信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。
STB锁存信号： 将移位寄存器内的数据送到锁存器，并将其数据内容通过驱动电路点亮LED显示出来。但由于驱动电路受EN使能信号控制，其点亮的前提必须是使能为开启状态。锁存信号也须要与时钟信号协调才能显示出完整的图象。在任何情况下，当锁存信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。
EN使能信号： 整屏亮度控制信号，也用于显示屏消隐。只要调整它的占空比就可以控制亮度的变化。当使能信号出现异常时，整屏将会出现不亮、暗亮或拖尾等现象。
数据信号： 提供显示图象所需要的数据。必须与时钟信号协调才能将数据传送到任何一个显示点。一般在显示屏中红绿蓝的数据信号分离开来，若某数据信号短路到正极或负极时，则对应的该颜色将会出现全亮或不亮，当数据信号被悬空时对应的颜色显示情况不定。
ABCD行信号：只有在动态扫描显示时才存在，ABCD其实是二进制数，A是最低位，如果用二进制表示ABCD信号控制最大范围是16行（1111），1/4扫描中只要AB信号就可以了，因为AB信号的表示范围是4行（11）。当行控制信号出现异常时，将会出现显示错位、高亮或图像重叠等现象。
常见故障处理手段（工具：万用表、电烙铁、刀片、螺丝刀、镊子……等。）


LED电子显示屏维修资料：
室内判断问题必须先主后次方式的处理，将明显的、严重的先处理，小问题后处理。
短路应为最高优先级。
1、 电阻检测法，将万用表调到电阻档，检测一块正常的电路板的某点的到地电阻值，再检测另一块相同的电路板的同一个点测试与正常的电阻值是否有不同，若不同则就确定了问题的范围。
2、 电压检测法，将万用表调到电压档，检测怀疑有问题的电路的某个点的到地电压，比较是否与正常值相似，否则确定了问题的范围。
3、 短路检测法，将万用表调到短路检测挡（有的是二极管压降档或是电阻档，一般具有报警功能），检测是否有短路的现象出现，发现短路后应优先解决，使之不烧坏其它器件。该法必须在电路断电的情况下操作，避免损坏表。
4、 压降检测法，将万用表调到二极管压降检测档，因为所有的IC都是由基本的众多单元件组成，只是小型化了，所以在当它的某引脚上有电流通过时，就会在引脚上存在电压降。一般同一型号的IC相同引脚上的压降相似，根据引脚上的压降值比较好坏，必须电路断电的情况下操作。该方法有一定的局限性，比如被检测器件是高阻的，就检测不到了。
0ls145点阵字符
因为单片机只有一个串行数据发送的时钟端，用一个I/O口模拟移位寄存器输出，另一个模拟时钟脉冲，再一个模拟595的LE锁存。
基于TLC5941的全彩色LED大屏幕驱动设计：
1 引言
  近年来，随着计算机技术、大规模集成电路和专用元器件的飞速发展，256级灰度的全彩色LED大显示屏在国内发展迅速，但是目前其显示效果并不理想：一方面，LED的发光效率受制造工艺的影响表现出固有的差异，而且这种差异还随时间发生变化，这样由大量LED组成的大屏幕显示时会出现一些随机的暗斑或亮斑，严重影响显示要求，需要采用在线的点校正消除这种影响，另一方面，现有的全彩色大屏幕一般亮度等级不足，即便采用了非线性灰度控制技术，在低亮度等级上表现色彩的能力仍然较差，显示的层次感不强，由亮度等级不足导致的另一个问题是进行γ校正不容易，从而使全彩色LED大显示屏产生一定的颜色失真。
TI公司的最新推出的TLC5941驱动芯片具有点校正和高亮度等级的特点，由他组成的大屏幕驱动方案一定程度上解决了上述问题，可以构成高性能的显示系统。
2 TLC5941芯片介绍
2.1 芯片特点
    TLC5941共有28个引脚，是一个16通道的LED恒流驱动器，能够同时驱动16个LED，每通道最大驱动能力80mA，每个通道可以通过PWM方式根据内部亮度寄存器的值进行4096级亮
度控制，内部每个通道亮度寄存器的长度是12位，另外，流动每个通道LED的驱动电路由内部6位的点校正寄存器的值进行64级控制，而且驱动电流的最大值可通过片外电阻设定。
    64级电流控制提供了LED点亮度校正的能力，4096级亮度调整则保证了即使在较低的亮度等级小，点阵中的每个点也有多达256级的灰度表示，从而红绿蓝全彩屏可有16M色的色彩表达能力，这两点对于高质量的彩色大屏幕显示是额外重要的。
    相对于传统的彩色大屏幕显示系统，设计中利用可编程逻辑芯片（或高速CPU）集中产生PWM进行亮度控制，采用TLC5941后，由于驱动芯片TLC5941完成了PWM亮度控制，可编程逻辑芯片（或高速CPU）只需要处理缓存管理、亮度和点校正数据的输出，设计复杂度降低，而且由于PWM的亮度控制与数据串行移出无关，可以很方便地获得较高的帧频，取得很好的动态显示效果。
2.2 管脚功能
    TLC5941的所有内部数据寄存器，亮度寄存器，点校正寄存器和错误状态信息都是通过串行接口存取的，最大串行时钟效率为30MHz。
    TLC5941的串行接口方式类似于74HC595，接口部分由5根信号线组成。
    Mode(模式信号):Mode=0是亮度信号输入模式，Mode=1点校正信号输入模式。
    SCLK（串行时钟），在每个SCLK的上升沿，当Mode=0输入数据和输出数据移入和移出内部192位（16通道×12）的亮度串行移位寄存器，当Mode=1输入数据和输出数据移入和移出内部96（16通道×6）位的点校正串行移位寄存器。
    SOUT:串行数据输出。
    SIN:串行数据输入。
    XLAT：数据锁存，在XLAT的上升沿，如果Mode=0，亮度串行移位寄存器锁存到亮度控制寄存器，随机控制亮度PWM输出，如果Mode=1，点校正串行移位寄存器锁存到点校正控制寄存器，控制电流的输出。
    为了保障彩色大屏幕的可靠运行，TLC5941提供了每一路LED开路和过温检测的能力，管脚XERR是集电极开路输出，用于出错时报警，16个通道中无论哪个通道有错误发生，
XERR就会被拉到低电平，通过查询芯片的内部状态信息，就可以知道哪一路出现故障，系统中所有TLC5941的XERR管脚可以接到一起，通过上拉电阻接到高电平，通过监控这个信号，系统可以在运行过程中进行自我诊断。
    另外TLC5941还提供了GCLK管脚，输入一个时钟信号可以同步PWM的产生。
3 基于TLC5941的动态扫描驱动电路
    本设计对象是640×480的全彩显示系统，这里只介绍他的驱动部分，整个屏由4块子屏组成，每一块子屏管理640×120象素大小的范围，都有单独的驱动电路，由于是室内屏，驱动设计采用动态1/8扫描驱动方式。驱动电路的控制由可编程逻辑器件EPM1270（Altera）实现，为了提高帧频，串行数据采用15路并行输出的方法，每路对640×8象素大小的范围进行刷新，图1中给出的是子屏驱动中单路的电路框图。 这里使用TLC5941级联组成LED点阵的列驱动，行驱动部分由74HC138和STM4953（PMOS管，4.5A）构成。
  EPM1270芯片负责管理显示缓存，处理外部总线接口部分和维持LED点阵的动态扫描过程，EPM1270内部模块结构如图2所示。
  为了防止LED动态扫描过程中对寄存器的访问与外部总线在更新显示数据时访问寄存器之间产生冲突，这里也是采用了双缓存的结构，当LED扫描过程访问的是一片存储器，暴露在总线接口的就是另一片存储器，外部接口的特定的扫描控制寄存器操作时，引起两片寄存器的交换，同时显示内容也得以更新，存储器采用两片静态RAM——IDT71V424（512k×8），EPM1270与存储器的接口低8位采用地址数据复用以节省EPM1270的I/O管脚。
  存储器中前26k开始存储的是每点的色彩信息，每象素3个字节24位表示颜色，每个字节分别对应于一个象素的红绿蓝3个象素的彩色亮度值，后256k开始存放的是经过γ校正修正后的点校正数据。
  整屏的亮度由EPM1270扩展的亮度寄存器控制，每个TLC5941写入时，EPM1270控制先从当前象素对应的存储器空间读出每个显示单元的色素值，再与亮度寄存器值运算后得到12位
的每通道TLC5941的亮度值（控制每个象素的亮度和色彩），通过并/串转换后输出，同时保持Mode=0；输出亮度后，从后256k的对应空间读取6位点校正数据，并/串转换后输出，
同时保持Mode=1，这样完成了一个通道数据的输出，将一行对应所有的通道数据输出完毕后，暂停串行时钟，置Mode=0，在XLAT脚产生一个正脉冲，再置Mode=1，在XLAT脚产生正
脉冲，分别将数据锁存入TLC5941内部对应的控制寄存器中，一行数据输出完毕。
    给出具体过程。
  4 结语
    采用Verilog语言对EPM1270进行逻辑设计，综合后占用芯片资源的79%，利用上述设计构建的彩色大屏幕系统刷新频率达到60Hz，通过γ校正和点校正，全屏各象素点亮度均匀
，层次感很强，达到了设计要求，这个基于TLC5941的全彩色大屏幕驱动方案联机屏和脱机屏都可以使用，实践证明具有良好的显示效果。
最新LED恒流驱动芯片-SM16126　
　　一、概述：
　　SM16126是专为LED显示面板设计的驱动IC，它内建的CMOS位移寄存器与锁存功能，可以将串行的输入数据转换成平行输出数据格式。SM16126提供16个电流源，可以在每个输出端口提供3-45mA恒定电流量以驱动LED；且当环境发生变化时，对其输出电流影响很小。同时可以选用不同阻值（REXT）的外接电阻来调整SM16126各输出端口的电流大小，因此，可精确地控制LED的发光亮度。也可以在每个输出端口串接多个LED。
　　
　　二、特色说明：
　　1、16个恒流源输出通道
　　2、电流输出大小不因输出端负载电压变化而变化
　　3、恒流电流范围值，3-45mA＠VDD＝5V； 3-30mA＠VDD＝3.3V
　　4、极为精确的电流输出值，通道间最大误差：＜±3％，芯片间最大误差：＜±3％
　　5、通过调节外部电阻，可设定电流输出值
　　6、高达25MHz时钟频率  低灰度效果很好
　　7、工作电压：3.3V～5Ｖ
　　8、兼容聚积公司的MBI5026，东芝的TB627269、封装形式：SSOP24 9性价比高。
（1）低驱动电压实现大电流：传统的LED驱动芯片必须在高的驱动电压下实现较大的LED电流。本项目设计出一种新型的驱动电路结构，在输出设定电流的条件下降低对外加驱动电压的要求，因而降低电路功耗，同时能够减少输出电流上升时间，提高芯片的响应速度；
（2）内建PWM灰阶调控：传统的LED恒流显示屏驱动芯片几乎不带任何附加功能的或者仅为应用一定场合而增加某些功能。本项目芯片内建的16位位移缓存器可以将串行的输入数据转化成每个输出通道的灰阶像素，使芯片每个输出通道表现出16位（65,536灰阶）的颜色变化，既取得很好的动态显示效果，又能降低彩色显示屏的整体设计复杂度；
（3）5v工艺中的高压工艺：传统LED驱动芯片采用标准的5v工艺线。我司在0.5um 5v工艺下研制出一种新型的LDMOS结构，嵌入在5v 工艺中，其BV电压可以达到28v（最高），可以正常的工作在18V-20V，驱动电流也能满足设计应用要求，拓宽芯片的适用范围，降低了芯片的成本费用。
单元板走线方式与常见问题的处理步骤：
1/16单元板走线方式：1/8单元板3种走线方式：静态灯板的走线方式：
**上述仅为部分走线方式。对未知的单元板，维修前须要测量得知其走线方式，方便下步维修以提高工作效率。
单元板故障：
A．整板不亮
1、 检查供电电源与信号线是否连接。
2、 检查测试卡是否以识别接口，测试卡红灯闪动则没有识别，检查灯板是否与测试卡同电源地，或灯板接口有信号与地短路导致无法识别接口。（智能测试卡）
3、 检测74HC245有无虚焊短路，245上对应的使能（EN）信号输入输出脚是否虚焊或短路到其它线路。
注：主要检查电源与使能（EN）信号。
B．在点斜扫描时，规律性的隔行不亮显示画面重叠
1、 检查A、B、C、D信号输入口到245之间是否有断线或虚焊、短路。
2、 检测245对应的A、B、C、D输出端与138之间是否断路或虚焊、短路。
3、 检测A、B、C、D各信号之间是否短路或某信号与地短路。
注：主要检测ABCD行信号。
C．全亮时有一行或几行不亮
1、检测138到4953之间的线路是否断路或虚焊、短路。
D．在行扫描时，两行或几行（一般是2的倍数,有规律性的）同时点亮
1、 检测A、B、C、D各信号之间是否短路。
2、 检测4953输出端是否与其它输出端短路。
E．全亮时有单点或多点（无规律的）不亮
1、 找到该模块对应的控制脚测量是否与本行短路。
2、 更换模块或单灯。
F．全亮时有一列或几列不亮
1、 在模块上找到控制该列的引脚，测是否与驱动IC（74HC595/TB62726）输出端连接。
G．有单点或单列高亮，或整行高亮，并且不受控
1、 检查该列是否与电源地短路。
2、 检测该行是否与电源正极短路。
3、 更换其驱动IC。
H．显示混乱，但输出到下一块板的信号正常
1、 检测245对应的STB锁存输出端与驱动IC的锁存端是否连接或信号被短路到其它线路。
I．显示混乱，输出不正常
1、 检测时钟CLK锁存STB信号是否短路。
2、 检测245的时钟CLK是否有输入输出。
3、 检测时钟信号是否短路到其它线路。
注：主要检测时钟与锁存信号。
J．显示缺色
1、 检测245的该颜色的数据端是否有输入输出。
2、 检测该颜色的数据信号是否短路到其它线路。
3、 检测该颜色的驱动IC之间的级连数据口是否有断路或短路、虚焊。
注：可使用电压检测法较容易找到问题，检测数据口的电压与正常的是否不同，确定故障区域。
K．输出有问题
1、 检测输出接口到信号输出IC的线路是否连接或短路。
2、 检测输出口的时钟锁存信号是否正常。
3、 检测最后一个驱动IC之间的级连输出数据口是否与输出接口的数据口连接或是否短路。
4、 输出的信号是否有相互短路的或有短路到地的。
5、 检查输出的排线。


发表于 2012-10-8 16:08:30