灰度高压驱动芯片HV632的结构原理

　　HV632的结构原理

　　HV632的结构框图如图2所示。根据结构图简述其工作原理：8位二进制总线数据通过D1～D8口输入到Data Latch(数据锁存器)中，在移位时钟(Shift Clock)的上下沿分别进行锁存，每16个Shift Clock脉冲为一组，因此可以锁存32个8位二进制数据，在第一个Shift Clock脉冲的上升(或下降)沿读入的数据锁存到Data Latch1，并与高压输出HVout1相对应，依此类推，最后一个8位二进制数据锁存到Data Latch32中，并与高压输出HVout32相对应。每一个数据锁存器锁存的数据都会在Comparator(比较器)中与8 B Counter(8位计数器)的输出进行比较，当锁存器中的数据与8位计数器的输出相匹配时，高压输出HVout跳变。因为该8位计数器是一个可逆计数器，所以在一个完整的可逆计数周期内，会有两次相匹配的情况，随着D～D8输入的不同，输出的脉冲宽度会随之改变，从而达到脉宽调制的作用。

　　 Logic部分

　　图2所示的HV632结构框图中含有2个Logic部分，其中一部分指的是连接比较器和异或门的逻辑部分，该部分的电路实际上就是一个带有置位功能边沿的D触发器，置位信号通过BLANK作用，BLANK为高时，高压输出全为低电平。另外，BLANK在计数器中也有作用，因此，在介绍该芯片引脚功能时指出，BLANK信号具有重置计数器和高压输出的功能。Logic的另一部分指的是连接有输入信号CSI和Shiftclk，输出信号CSO的部分。该电路的作用就是实现片选信号的输入与输出，每一个输入信号CSI脉冲的到来，都会产生一个片选输出脉冲，每一个CSI和CSO信号之间都相隔16个Shift Clock脉冲，又因为Shift Clock是双沿触发，从而在一组CSI和CSO信号之间能够读入32个8位二进制数据，实现32通道的输出。该结构的仿真波形如图3所示。

　　高压输出部分

　　高压输出部分实现了低压驱动高压，其电路是模拟的，因此，利用Spice语言进行了描述和模拟，最终结果显示，该电路确实实现了低压驱动高压。其结构利用Spice语言描述如下：

　　仿真结果见图4。

　　输入信号存在这样的逻辑关系A=C=～B，这是由和该结构相连的前一个逻辑结构的输出决定的，3个输入信号的电位最高均不超过5 V。由图可以看出，当A为高电平时，输出Y=0;当A为低电平时，输出Y=Vpp，Vpp为80 V高压，由此实现了低压驱动高压。

　　其他部分

　　Data Latch(数据锁存器)采用由二选一选择器组成的边沿D触发器实现数据锁存：在CP的下降沿到来时，输出Q随着输入D的变化而变化;在CP的上升沿到来时，起到锁存作用。该数据锁存器结构简单，便于集成。

　　8b Counter(8位计数器)是一种以二选一选择器组成的触发器作为其主体、带有加减控制模块的单时钟结构8位可逆计数器，具有异步置位功能。其置位信号就是BLANK，高电平有效。

　　2HV632输出波形

　　图5所示即为HV632芯片的输出波形，图中D8～D1即为8 b Counter所输出的8位计数结果，仿真时8位数据总线的输入DS-D1选11111101，在t1时刻，计数器的输出为00000010，正好是8位输入信号的取反，此时，这两组信号相匹配，输出HVOUT22跳变。又由于计数器是可逆计数器，当D8-D1减到00000000后又再由00000000递增，直到加到00000010，即t2时刻时再次匹配，这时HVOUT22又跳变。由图中可以看出，t1到t2这段时间的脉冲宽度是由8位总线输入决定的，随着DS-D1的输入的不同，输出的脉冲宽度会随之进行改变，从而达到脉宽调制的作用。

　　 结语

　　HV632适用于平板显示器，例如FED(场致发光显示器)，支持较高显示分辨率的脉宽调制灰度转换。HV632不仅适用于FED，还适用于聚合体液晶、真空荧光管和电致发光，他还适用于高数据率的显示应用，特别适合需要达到20 MHz以上和高速率和输出电压在12～80 V之间的产品上。使用HV632还可减少总的元件数目，节省空间，同时还可减少损耗、发热量以及费用等。