中微爱芯五种千颗级LED灯阵方案介绍

应用背景

中小尺寸、中高密度的 LED 点阵，既能实现文字、图案、动画与律动效果，又能兼顾成本、功耗与安装灵活，成为各类场景轻量化视觉呈现的优选方案。

应用领域

室内LED显示屏、车载广告显示屏、智能软屏、智能氛围灯墙、舞台矩阵灯、滚动字幕屏等。

简介

中微爱芯深耕LED显示驱动领域，针对千颗级LED灯阵场景，提供多种成熟方案。以下为五款核心产品及其典型应用架构。

1） Ai P33632：8*16共阳极恒流 LED驱动 控制芯片 ，提供8通道阳极公共输出端和16通道阴极恒流输出，SEG 端口 最大电流为40mA，多颗可级联。

2）AiP3368：16通道 高精度 恒流LED驱动芯片，OUT端口最大输出 电流 为45mA，多颗可级联。

3）AiP3358：8路行扫描控制芯片，提供8个高电平有效的功率输出端口，单个输出端口的最大驱动电流为2A，可两颗级联。

4）AiP33648LS：带低功耗模式的IIC接⼝共阴极32段9位恒流LED驱动芯片，SEG端口最大电流为45mA，支持四种从机地址。

5）AiP33664：IIC接⼝共阴极的恒流LED驱动芯片，点阵大小可选择，最大支持43段9位，SEG端口最大电流为45mA，支持四种从机地址。

上述芯片可灵活组合，设计千颗级LED灯阵时，需重点关注COM/GRID驱动能力、单个SEG端口峰值与平均电流（直接影响亮度），以及软件 通信 控制方式。

方案一：三颗AiP33632级联

1）实现方式：三颗AiP33632级联，共有24个COM、48个SEG，可驱动控制24*48=1152颗LED灯。原理图设计见图1。

2）硬件要点：COM端口导通电阻约0.6Ω（VDD=5V，Ilo ad =1.2A），会分掉一部分电压；每个COM最多控制48个SEG。推荐REXT=600Ω，SEG输出电流约30mA，此时单个SEG的平均电流理论值约1.25mA。

3）软件要点：在软件刷新控制方面，推荐的画面刷新时间在12ms以下；假设每帧画面数据已设定好， MCU 只负责发送数据，每帧画面需要发送24组数据，控制发送一组数据的时间在0.25ms以下，发送间隔0.5ms。

4）优势：芯片级联，占用IO口少（仅4个），三颗芯片即可实现1152颗LED驱动，适用于桌面显示类产品。

方案二：两颗AiP33632+两颗AiP3368

1）实现方式：两颗AiP33632级联+两颗AiP3368，共有16个COM、64个SEG，可驱动控制16*64=1024颗LED灯，原理图设计见图2。

2）硬件要点：考虑到COM端口存在导通电阻（约为0.6R（VDD=5V，Iload=1.2A），会分掉一部分电压，以及每个COM最多控制64个SEG，推荐REXT为750Ω，SEG输出电流约为24mA，此时单个SEG的平均电流理论上为1.5mA。

3）软件要点：在软件刷新控制方面，推荐的画面刷新时间在12ms以下；假设每帧画面数据已设定好，MCU只负责发送数据，每帧画面需要发送16组数据，发送一组数据的时间控制在0.375ms以下，发送间隔0.75ms。

4）优势：芯片级联，IO口占用少；相对于方案一，成本略有优势。

方案三：两颗AiP3358+四颗AiP3368

1）实现方式：两颗AiP3358级联作为COM阳极行驱动，四颗AiP3368级联作为SEG阴极列驱动，共有16个COM、64个SEG，可驱动控制16*64=1024颗LED灯，原理图设计见图3。

2）硬件要点：考虑到COM端口的最大驱动电流为2A，以及每个COM最多控制64个SEG，推荐REXT为600Ω，SEG输出电流约为30mA，此时单个SEG的平均电流理论上为1.8mA。

3）软件要点：在软件刷新控制方面，推荐的画面刷新时间在12ms以下；假设每帧画面数据已设定好，MCU只负责发送数据，每帧画面需要发送16组数据，发送一组数据的时间在0.375ms以下，发送间隔0.75ms。

4）优势：常见的实现方案，成本低，点阵配置灵活；适用于大屏点阵。

方案四：四颗AiP33648LS

1）实现方式：每颗AiP33648LS可控制9*32=288颗LED灯，四颗即可控制4*288=1152颗，每颗LED均可单独256级调光，原理图设计见图4。

2）硬件要点：SEG端口设置电流为45mA时，单颗的平均电流为5mA左右。

3）软件要点：在软件刷新控制方面，AiP33628LS内置 DDR AM，因此只需发送数据即可，每帧画面数据建议在10ms内发送完成，因此IIC通信时钟频率建议在1MHz。

4）优势：标准IIC 通信接口 ；占用的IO口资源最少；待机功耗＜1uA；LED亮度高；支持单灯PWM调光；显示效果丰富细腻。

方案五：三颗AiP33664

1）实现方式：每颗AiP33664可控制9*43=387颗LED灯，三颗即可控制3*387=1161颗，每颗LED均可进行256级调光，原理图设计见图5。

2）硬件要点：SEG端口设置电流为45mA时，单颗的平均电流为5mA左右。

3）软件要点：在软件刷新控制方面，AiP33664内置DDRAM，因此只需发送数据即可，每帧画面数据建议在10ms内发送完成，因此IIC通信时钟频率建议在1MHz。

4）优势：标准IIC通信接口；占用的IO口资源最少；LED亮度高；支持单灯PWM调光；显示效果丰富细腻。

上述五种方案，如果每帧画面数据需要MCU进行计算处理，推荐使用32位MCU作为主控；如果方案上有多颗MCU，推荐其中的一颗MCU（8位 单片机 即可）专门用于刷新；如果所有需要显示的画面数据已经计算存储，使用8位单片机即可。前三种方案，推荐使用 定时器 进行定时刷新，数据传输过程应尽量缩短，并设置为最高优先级，防止数据发送期间导致的闪屏。

方案应用图

图1 三颗AiP33632

图2 两颗AiP33632+2颗AiP3368

图3 两颗AiP3358+四颗AiP3368

图4 四颗AiP33648LS

图5 三颗AiP33664

结语

上述五种千颗级LED灯阵方案，兼顾不同应用场景与设计需求。若追求高性价比，可选择方案一、二、三；若追求丰富显示效果与细腻调光表现，方案四、五则更为适合。中微爱芯提供完整的LED驱动显示方案，具备高性能、低开发成本的优势，助力客户快速实现多样化视觉应用。

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关于中微爱芯

无锡中微爱芯电子有限公司成立于2004年，是一家以 集成电路 设计、测试、方案开发、销售和服务为主的高新技术企业，是工信部认定的集成电路设计企业，是国家鼓励的重点集成电路设计企业。产品已形成MCU、LCD显示、LED显示、通用逻辑、 信号 链、马达&栅驱动、功率器件、 电源 、音响、遥控器、通信、配套等多个系列几千款产品，覆盖 消费电子 、网通产品、工业设备、 新能源 、 汽车电子 等多个领域。