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Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über IC-Treiber sowie ihre Anwendungen und Funktionsweisen. Werfen Sie auch einen Blick auf die Liste der 3 Hersteller von IC-Treiber und deren Firmenranking.
Inhaltsübersicht
Treiber-ICs sind integrierte Schaltungen, die Flüssigkristallanzeigen und Motoren ansteuern und kontrollieren.
Das Problem bei der Entwicklung solcher Steuerschaltungen als diskrete Komponenten besteht darin, dass das Gesamtschaltungsdesign, einschließlich der Steuerschaltung und ihrer Umgebung, komplex und anfällig für Überströme und Überhitzung ist. Durch die Integration von Steuerschaltungen mit denselben Funktionen in einen Treiber-IC ist es möglich, das Gesamtschaltungsdesign zu vereinfachen, die Gesamtgröße der Schaltung zu verringern und Strom zu sparen.
Zu den Vorteilen einer stromsparenden Gesamtschaltung gehören die Vermeidung des Risikos von Überstrom und Überhitzung sowie die Verlängerung der Nutzungsdauer von batteriebetriebenen Produkten. Außerdem können IC-basierte Schaltungen größer und komplexer sein, wenn die Fläche, die für Steuerschaltungen verwendet werden kann, gleich bleibt.
Insbesondere die Treiber-IC für LCD-Displays haben sich im Zuge der Miniaturisierung elektronischer Geräte (Miniaturisierung der einzelnen Schaltungselemente) und der hohen Anforderungen an eine höhere Auflösung und Energieeinsparung der Displays weiterentwickelt.
Treiber-ICs werden als Steuerschaltungen in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, z. B. in Haushaltsgeräten, Kommunikationsgeräten, Transportmitteln und Industrieanlagen.
Die wichtigsten IC-Treiber und ihre Anwendungen werden im Folgenden zusammengefasst:
Treiber-IC für Flüssigkristallanzeigen (LCDs) werden als LCD-Treiber bezeichnet und dienen zur Steuerung der Anzeige von PCs, Smartphones und anderen Geräten (LCD: Liquid Crystal Display). Ein Beispiel für eine Technologie, die zur Realisierung hochauflösender, platz- und stromsparender LCD-Anzeigen eingesetzt wird, ist die Entwicklung fortschrittlicher Funktionen für das gesamte Gerät, wie z. B. der Einbau von Speicher zur Speicherung von Anzeigeinformationen.
Treiber-ICs für Motoren werden häufig zur Steuerung von Motoren in Produkten wie Haushaltsgeräten, Verkaufsautomaten und Roboterarmen eingesetzt, wobei die PWM-Steuerung (Pulsweitenmodulation) eine hohe Effizienz gewährleistet.
Treiber-ICs für LED-Leuchten werden zur Steuerung der Lichtemission von Produkten eingesetzt, die LEDs verwenden, wie z. B. LEDs in Fahrzeugen, Beleuchtungs-LEDs und LED-Anzeigen. Der Hauptvorteil gegenüber herkömmlichen Produkten besteht in der Verringerung des Stromverbrauchs, und die Verwendung der PWM-Steuerung ermöglicht das Dimmen ohne Änderung der Farbe der LED-Leuchte.
Gate-Treiber ICs werden in Industrierobotern, Elektrowerkzeugen, Elektrofahrrädern, Kühlventilatoren und Drohnen eingesetzt. Sie dienen als Schnittstelle zwischen dem Mikrocontroller für die Steuerung dieser Produkte und den Leistungsgeräten für die Motorsteuerung usw. Ihr Zweck ist die Spannungsumwandlung. In den letzten Jahren sind Produkte auf den Markt gekommen, die einen Mikrocontroller für die Steuerung und einen Gate-Treiber auf einem einzigen Chip integrieren. Diese so genannten Smart-Gate-Treiber ermöglichen eine Miniaturisierung und höhere Funktionalität der gesamten Schaltung.
Technologien wie Miniaturisierung, Energieeinsparung und höherer Wirkungsgrad werden als wichtige Themen bei der Entwicklung von elektrischen Geräten insgesamt erkannt. Wie bereits erwähnt, wurden verschiedene Lösungen für Treiber-ICs entwickelt, um deren spezifische Designprobleme zu lösen.
Manchmal ist es möglich, Steuerschaltungen mit diskreten Bauelementen zu entwerfen, ohne Treiber-IC zu verwenden. Die zu Beginn dieses Abschnitts genannten Probleme können jedoch zu einer Verschlechterung der Effizienz des Gesamtentwurfs führen.
Wenn beispielsweise kein Motortreiber verwendet wird, wird die Schaltungskonfiguration komplexer, da vier MOSFETs verwendet werden. Andererseits verfügen Treiber-ICs für Motoren über eingebaute MOSFETs zur Steuerung, so dass die gesamte Schaltungskonfiguration, einschließlich der Motor- und Steuerschaltungen, vereinfacht werden kann. Dies ermöglicht ein noch intelligenteres Design.
Bei Flüssigkristallanzeigen sind Signalleitungen und Abtastleitungen in einer Matrix verdrahtet. Am Schnittpunkt der beiden Leitungen befinden sich Pixel, und die Farbkodierung wird durch Feineinstellung der an diese Pixel angelegten Spannungswerte erreicht. Sowohl für die Signalleitungen als auch für die Abtastzeilen sind Steuerschaltungen erforderlich, aber die Entwicklung mit diskreten Bauteilen ist aufgrund des enormen Platzbedarfs unpraktisch, und es ist nicht möglich, die Anforderungen an immer komplexere und umfangreichere Steuerschaltungen zu erfüllen, da die LCDs immer höhere Auflösungen aufweisen.
Daher werden LCD-Treiber-LSI (eine fortschrittliche Form von Treiber-ICs) als Steuerschaltungen in aktuellen Produkten verwendet.
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