Qu’est-ce qu’un circuit intégré (IC) ?
Les circuits intégrés (IC en anglais ; integrated circuit) pilotes sont des circuits intégrés qui pilotent et contrôlent les écrans à cristaux liquides et les moteurs.
Le problème de la conception de ces circuits de commande en tant que composants discrets est que la conception globale du circuit, y compris le circuit de commande et son environnement, est complexe et sujette aux surintensités et à la surchauffe. En intégrant des circuits de commande ayant les mêmes fonctions dans un circuit intégré, il est possible de simplifier la conception globale du circuit, de réduire la taille globale du circuit et d’économiser de l’énergie.
L’économie d’énergie de l’ensemble du circuit permet notamment d’éviter les risques de surintensité et de surchauffe, et de prolonger la durée d’utilisation des produits alimentés par batterie. De plus, si la surface pouvant être consacrée aux circuits de commande est la même, les circuits à base de circuits intégrés peuvent être plus grands et plus complexes.
En particulier, ceux pour les écrans LCD ont progressé parallèlement à la miniaturisation des dispositifs électroniques (miniaturisation des éléments de circuit individuels) et aux exigences élevées en matière de résolution et d’économie d’énergie des écrans.
Utilisations des circuits intégrés (IC)
Les circuits intégrés sont utilisés comme circuits de commande dans un grand nombre de domaines, notamment les appareils ménagers, les équipements de communication, les équipements de transport et les équipements industriels.
Les principaux circuits intégrés et leurs applications sont résumés ci-dessous :
1. Pilotes d’écrans à cristaux liquides
Les circuits intégrés pour les écrans à cristaux liquides (LCD) sont appelés pilotes LCD et sont utilisés pour contrôler l’affichage des PC, des smartphones et d’autres appareils (LCD : Liquid Crystal Display). Un exemple de technologie utilisée pour réaliser des écrans LCD haute définition, peu encombrants et économes en énergie est le développement de fonctions avancées pour l’ensemble de l’appareil, telles que l’inclusion d’une mémoire pour stocker les informations de l’écran.
2. Pilotes de moteur
Les circuits intégrés moteurs sont largement utilisés pour contrôler les moteurs dans des produits tels que les appareils électroménagers, les distributeurs automatiques et les bras de robots, le contrôle PWM (Pulse Width Modulation) offrant un rendement élevé.
3. Pilotes de LED
Les circuits intégrés pour LED sont utilisés pour contrôler l’émission de lumière des produits qui utilisent des LED, tels que les LED automobiles, les LED d’éclairage et les écrans LED. Le principal avantage par rapport aux produits conventionnels est la réduction de la consommation d’énergie, et l’utilisation de la commande PWM permet de réduire l’intensité lumineuse sans modifier la couleur du luminaire à LED.
4. Pilotes de porte
Les circuits intégrés de porte sont utilisés dans les robots industriels, les outils électriques, les vélos électriques, les ventilateurs de refroidissement et les drones. Ils servent d’interface entre le microcontrôleur de commande de ces produits et les dispositifs d’alimentation pour la commande des moteurs, etc. L’objectif est de convertir la tension. Ces dernières années, des produits qui intègrent un microcontrôleur de commande et un pilote de porte sur une seule puce sont devenus disponibles. Ces produits sont connus sous le nom de pilotes de porte intelligents et permettent la miniaturisation et une plus grande fonctionnalité de l’ensemble du circuit.
Les technologies telles que la miniaturisation, l’économie d’énergie et l’amélioration de l’efficacité sont reconnues comme des questions majeures dans le développement de l’équipement électrique dans son ensemble. Comme indiqué ci-dessus, diverses solutions ont été proposées pour les circuits intégrés afin de répondre à leurs problèmes de conception spécifiques.
Principe des circuits intégrés (IC)
Il est parfois possible de concevoir des circuits de commande avec des composants discrets sans utiliser de circuits intégrés. Toutefois, les problèmes mentionnés au début de cette section peuvent entraîner une détérioration de l’efficacité de la conception globale.
Par exemple, si un pilote de moteur n’est pas utilisé, la configuration du circuit devient plus complexe parce que quatre MOS-FET sont utilisés. D’un autre côté, les circuits intégrés de pilotage de moteur ont des MOS-FET intégrés pour la commande, de sorte que la configuration globale du circuit, y compris le moteur et les circuits de commande, peut être simplifiée. Cela permet une conception encore plus intelligente.
Les écrans à cristaux liquides ont des lignes de signal et des lignes de balayage câblées en matrice. Les pixels se trouvent à l’intersection des deux lignes, et le codage des couleurs est obtenu en ajustant finement les valeurs de tension appliquées à ces pixels. Les lignes de signal et les lignes de balayage nécessitent des circuits de commande, mais la conception avec des composants discrets n’est pas pratique en raison de l’énorme espace requis, et il n’est pas possible de répondre aux demandes de circuits de commande de plus en plus complexes et à grande échelle au fur et à mesure que la résolution des écrans à cristaux liquides augmente.
C’est pourquoi les circuits de commande LSI (une forme avancée de circuits intégrés) sont utilisés comme circuits de commande dans les produits actuels.