LPD803

 

LPD803数据手册

LPD803 3路恒流 LED全彩驱动器LPD803是专门为 LED灯光系统设计的驱动芯片。芯片采用最新的高压 CMOS工艺，提供三路恒流驱动和灰度调制输出，广泛应用于分离的多灰度全彩色灯光系统。 LPD803电路包括串行移位寄存器和级联驱动电路，芯片内嵌基准源电路，为数字系统提供未定的电源，芯片内置震荡电路，可以在脱机的条件下继续驱动恒流源工作。灰度数据在时钟的上升沿一如串行移位寄存器，经脉宽调制后转为 3端口并行输出。

■特性

□  三路恒流驱动输出，每路最大电流可达 60mA，LED灯电压可达 15V

□  输出级采用 IN-RUSH在线反馈模式的恒流驱动结构，兼容恒压驱动模式，可以外接器件转换成更高电压或电流的输出驱动

□  内置 LDO稳压电源，可提供 5V稳压输出

□  采用自增吗令牌技术的双线移位总线，移位时间可达 25MHZ

□  支持直接灰度调节和 gamma灰度调节两种灰度调节模式

□  内置 OSC震荡电路，可以支持不间断的 FREE-RUN调制输出

□  电源线、信号线短路不会烧IC。

□  高压 CMOS工艺，芯片在不工作时可以做到真正关断，芯片工作寿命长，不存在低压工艺在高压环境下的弱击穿现象

□  芯片内嵌级联驱动增强电路，2M信号可以传输 25m无衰减，25M信号也可以传输 8m以上

□  芯片内嵌增强 ESD保护，可支持波峰焊、回流焊等各种自动焊接

□  采用 SOP16 DIP16 SOP10无铅封装

 

LPD803内部电路框图

■引脚布局

LPD803 顶视图

■ 引脚功能

■ 基本时序描述

 

NO.

引脚名称

 I/O

功能

 

1

DIN

输入

串行数据输入，内置上拉

 

2

GMODE

输入

灰度矫正方式：GMODE=1，采用线性调制， GMODE=0，采用反伽码 256级非线性调制。内置上拉

 

3

OMODE

输入

控制输出极性：OMODE=1，输出为内恒流/恒压驱动模式，OMODE=0，为外挂驱动模式。内置上拉。

 

4

DCLK

输入

串行数据输入时钟，内置上拉

 

5

OUT1

输出

三路 PWM驱动输出

 

6

FB1

输出

恒流模式下反馈输出

 

7

OUT2

输出

三路 PWM驱动输出

 

8

FB2

输出

恒流模式下反馈输出

 

9

GND

--

地

 

10

FB3

输出

恒流模式下反馈输出

 

11

 OUT3

输出

三路 PWM驱动输出

 

12

DCLKO

输出

串行时钟输出，经内部锁相再生和强驱动输出

 

13

CMODE

输入

选择内部灰度时钟源 GCLK： CMODE=0, GCLK=DCLK, CMODE=1, GCLK二内部振荡器输出。内置上拉

 

14

VOUT

输出

VCC>5V时，5V稳压输出，VCC<5V时， VOCT=VCC，同时作内部工作电压，建议外接一个 0.0 1 uF-0. 1 uF的退藕电容到地

 

15

DOUT

输出

串行数据输出，经内部前驱动输出

 

16

VCC

--

电源

 

需要外部控制的输入信号是 DIN和 DCLK，其它的模式控制信号有两种控制方法，一种是通过单片机来进行模式控制，一种是通过电路板拨码开关来控制模式选择。下图是 DCLK 和 DIN的时序关系图。

先移入 32BIT的‘0’作为起始帧，再移入各数据帧，起始帧和数据帧均是高位先移入，每个数据位在 DCLK上升沿被打入；第 1个数据帧是对应距移入端最近 LED灯，其格式包括 1比特起始位‘ 1’+ 三组 5比特的灰度值；依次移入各点数据后，加对应点数的附加脉冲，新数据即开始生效。

DCLK最快可以达到 25MHz。

 

■性能参数：

l极限参数：

l建议工作参数：

 

参数

符号

范围

单位

供电电压

VDD

3~8

V

LED灯电压

VLED

3~15

V

数据时钟频率

FCLK

25（兼灰度时钟时为 10）

MHz

最大驱动电流

IOMAX

恒压 60恒流 45

mA

通道电流偏差

DIO

片内<5%片间<6%

%

功耗

PDMAX

600

Mw

焊接温度

TM

350(8S)

℃

工作温度

TOP

-40~+80

℃

存储温度

TST

-65~+120

℃

参数

符号

范围

单位

供电电压

VDD

5-7.5

V

稳压输出电压

VOUT

5±5%(典型值 )

V

输入电压

VIN

 -0.4~ VOUT+0.4

V

数据时钟频率

FCLK

0~15

MHz

时钟高电平宽度

TCLKH

>30

ns

时钟低电平宽度

TCLKL

>30

ns

数据建立时间

TSETUP

>10

ns

数据保持时间

THOLD

>5

ns

功耗

PD

<350

mW

工作温度

TOP

-30~+60

℃

l时序参数:(T=25℃, VDD=5V,OMODE=1,GMODE=0,CMODE=1)

参数

符号

测试条件

范围

单位

输入信号最大上升和下降时间

TR

VDD=5V

<500

ns

TF

<400

级联输出信号最大上升和下降时间

TTLH

CL=30PF,RL=1K

<15

ns

TTHL

<15

级联输出信号最大延迟时间

TPD

CL=30PF,RL=1K

<12

ns

TCO

<12

驱动输出最小 PWM开启宽度

TONMIN

IOUT=20mA

 200

ns

驱动输出信号最大开启和关闭时间

TON

IOUT=20mA

<80

ns

TOFF

<80

 

■典型应用电路：

◆内恒压驱动模式

 

该模式（ OMODE=高电平或悬空）适用于 VDD电压不大于 12V，且每路电流不大于 40mA的情况，如果 VDD<7.5V,也可以把上图中蓝色虚线框内部分省略，直接把 VDD接到 VCC。

电流调节电阻计算：RL=（VDD-VLED-VOUT）/ILED

这里：RL为限流电阻阻值，VDD为 LED灯供电电压，VLED为 LED灯导通压降，VOUT为输出端对地饱和压降（约 0.4-0.8V）,ILED为 LED工作电流(一般不超过 20mA)

LPD6803有较强的驱动能力 ,某些多 LED应用场合可以采用”先串再并”方式连接(如下

图),但要注意耗散功率 PD不得超过最大值 PDMAX: PD=ILED*VOUT1+ILED2*VOUT2+ILED3*VOUT3+PIC 这里 PIC为 IC基本功耗,一般不超过 25mW

◆内恒流驱动模式 :

该模式(OMODE=高电压或悬空)适用的情况与上个模式基本一致,只是在 FBX端多了一个调节电流的 RX,这时流过 LED的电流完全由 RX决定:ILED≈ 0.7V/RX

图表 1:ILED-RX曲线注意导通后输出口的对地电压 VOUT必须在 1.1-6V之间才能保持恒流状态,即满足: VLED+6V+ILED*RL≥VDD≥VLED+1.1V+ILED*RL电路参数取值还必须注意耗散功率 P D不会超过其最大值 P DMAX: PD=ILED1*(VOUT1-0.7V)+ILED2*(VOUT2-0.7V)+ILED3*(VOUT3-0.7V)+PIC这里 I LED1/ILED2/ILED3分别是流过各路 LED灯的电流值, VOUT1/VOUT2/VOUT3

分别是各输出口对地的电压。

RL一般取值几十欧姆,对 ILED的大小没有影响,也可以不用,但加上适当大小的 RL有助于分担芯片耗散功率 PD,提高工作稳定性。

◆外挂恒压驱动模式:

该模式(OMODE=接地)适用于多 LED或灯电压较高的情况,实际上是通过 OUTX输出电平控制外接的 NPN三极管驱动多个 LED。

限流电阻计算:RL=(VDD-VLED-VCE)/20mA

这里三极管工作在开关区，VCE是三极管的饱和压降，一般取 0.5-0.8V,基极电阻 RB可取 2K-5K,其它信号连接方式与前面模式相同。

该模式常用于多路”先串再并”接法,鉴于串联支路里任意一个 LED断路时,会导致该支路全部 LED都不亮,所以使用该接法应遵循如下原则:支路串联 LED数不宜多(一般取 3-6只),支路并联数不宜少.这样不仅缩小了烧断一只 LED的故障影响面,而且将限流电阻化整为零,将大功率电阻变成多只小功率电阻 ,由集中安装变成分散安装 ,既利于电阻散热 ,又便于将灯具设计得更紧凑。

◆外挂恒流驱动模式 :

该模式(OMODE=高电平或悬空)适用于单串多个 LED且 VDD超过 12V的情况,其实质是保持电路的恒流驱动特性的同时,通过外接三极管提高驱动耐压能力。

流过 LED的电流:ILED=IO*β/（β+1）这里 IO为 RX在图表 1中对应的电流值，三极管工作在放大区，β是三极管的放大倍数，当β较大时，上式可近似为： ILED=IO（基极电阻 RB可取 5K）最高的 VDD耐压取决于 NPN三极管的 VCEO，一般在 25V以上。

◆级连信号的驱动和连接：考虑到芯片间的级连传输距离可能会很长的情况，DOUT和 DCLKO输出端设计了推挽式强驱动电路，经试验时钟为 2M时可以驱动达 25米的信号线，为防止信号反射一般应用时请在 DOUT和 DCLKO口各串接一个 50欧姆左右的电阻后再输出到下一级。