特性描述

FZH04D（深圳市方中禾科技） 是四通道 LED恒流可調(diào)的驅(qū)動 IC，可由 MCU輸入一組恒流設(shè)置與 PWM設(shè)置的數(shù)據(jù)到 FZH04D實(shí) 現(xiàn)各式各樣的顯示。芯片內(nèi)部集成有單線數(shù)字接口、數(shù)據(jù)鎖存器、LED恒流驅(qū)動等電路。VDD引腳 內(nèi)部集 成 5V穩(wěn)壓管，外圍器件少。適用于護(hù)欄管、點(diǎn)光源等 LED裝飾類產(chǎn)品。本產(chǎn)品性能優(yōu)良，質(zhì) 量可靠。

功能特點(diǎn)

?采用功率 CMOS工藝

? OUT輸出端口耐壓 32V

? VDD內(nèi)置 5V穩(wěn)壓管，串接電阻后電壓支持 6～24V

?恒流電流能夠?qū)崿F(xiàn) 64級調(diào)節(jié)（6.5mA—38mA）

? PWM輝度控制電路，256級輝度可調(diào)

?精確的電流輸出值

（通道與通道）最大誤差：±3%

（芯片與芯片）最大誤差：±5%

?單線串行級聯(lián)接口

?振蕩方式：內(nèi)置 RC振蕩并根據(jù)數(shù)據(jù)線上信號進(jìn)行時鐘同步，在接收完本單元的數(shù)據(jù)后能自動將后續(xù)數(shù)據(jù)再生并通過數(shù)據(jù)輸出端發(fā)送至下級,信號不隨級聯(lián)變遠(yuǎn)而出現(xiàn)失真或衰減

?內(nèi)置上電復(fù)位電路，上電復(fù)位后所有寄存器初始化為零

?外控模式數(shù)據(jù)傳輸速率 800KHz

?封裝形式：SOP8

內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

管腳排列

管腳功能

輸入輸出等效電路

極限參數(shù)

（1）以上表中這些等級，芯片在長時間使用條件下，可能造成器件永久性傷害，降低器件的可靠性。我們不建議在其它任何條件下，芯片超過這些極限參數(shù)工作；

（2）所有電壓值均相對于系統(tǒng)地測試。

推薦工作條件

電氣特性

開關(guān)特性

時序特性

（1）0碼或 1碼周期在 1.25μs范圍內(nèi)，芯片均可正常工作，但是 0碼和 1碼低電平時間必須符合上表中相應(yīng)數(shù)值范圍；

（2）不需復(fù)位時，字節(jié)之間的高電平時間不要超過 126μs，否則芯片可能復(fù)位，復(fù)位后又重新接收數(shù)據(jù)，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)正常傳送。

功能說明

本芯片采用單線通訊方式，采用歸一碼的方式發(fā)送信號。芯片在上電復(fù)位以后，接受 DIN端送來的數(shù)據(jù)，接收完 32bit后，DO端口開始轉(zhuǎn)發(fā) DIN端繼續(xù)發(fā)來的數(shù)據(jù)，為下個級聯(lián)芯片提供輸入數(shù)據(jù)。在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)之前，DO口一直為高電平。如果 DIN輸入 RESET復(fù)位信號，芯片將在復(fù)位成功后根據(jù)接收到的 32bit數(shù)據(jù)設(shè)置恒流值，以及輸出相對應(yīng) PWM占空比波形，且芯片重新等待接受新的數(shù)據(jù)。在接收完開始的 32bit數(shù)據(jù)后，通過 DO口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，芯片在沒有接受到 RESET信號前，OUTW、OUTR、OUTG、OUTB管腳原輸出保 持不變。

芯片采用自動整形轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，信號不會失真衰減，使得該芯片的級聯(lián)個數(shù)不受信號傳送的限制，僅僅受限刷屏速度要求。

1、一幀完整數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

C1、C2為恒流值設(shè)置命令，每個芯片都會接收并轉(zhuǎn)發(fā) C1、C2。 D1、D2、D3、D4、……、Dn

為各芯片的 PWM設(shè)置命令。 Reset表示復(fù)位信號，高電平有效。

2、C1的數(shù)據(jù)格式

C1命令包含 8×4bit數(shù)據(jù)位，高位先發(fā)，W7、W6、R7、R6、G7、G6、B7、B6固定設(shè)為 0。 W[5:0]:用于設(shè)置 OUTW輸出恒流值。全 0碼為 6.5mA，全 1碼為 38mA，64級可調(diào)。 R[5:0]:用于設(shè)置 OUTR輸出恒流值。全 0碼為 6.5mA，全 1碼為 38mA，64級可調(diào)。 G[5:0]:用于設(shè)置 OUTG輸出恒流值。全 0碼為 6.5mA，全 1碼為 38mA，64級可調(diào)。 B[5:0]:用于設(shè)置 OUTB輸出恒流值。全 0碼為 6.5mA，全 1碼為 38mA，64級可調(diào)。

3、C2的數(shù)據(jù)格式

C2命令是 C1命令的對應(yīng) bit按位取反，否則芯片將不能對數(shù)據(jù)進(jìn)行正確解碼。

4、Dn的數(shù)據(jù)格式

每組 PWM設(shè)置命令包含 8×4bit數(shù)據(jù)位，高位先發(fā)。 W[7:0]:用于設(shè)置 OUTR輸出的 PWM占空比。全 0碼為關(guān)斷，全 1碼為占空比最大，256級可調(diào)。 R[7:0]:用于設(shè)置 OUTR輸出的 PWM占空比。全 0碼為關(guān)斷，全 1碼為占空比最大，256 級可調(diào)。 G[7:0]:用于設(shè)置 OUTG輸出的 PWM占空比。全 0碼為關(guān)斷，全 1碼為占空比最大，256級可調(diào)。 B[7:0]:用于設(shè)置OUTB輸出的 PWM占空比。全 0 碼為關(guān)斷，全 1碼為占空比最大，256級可調(diào)。

5、數(shù)據(jù)接收和轉(zhuǎn)發(fā)

其中 S1為控制器 Di端口發(fā)送的數(shù)據(jù)，S2、S3、S4為級聯(lián) FZH04D轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)發(fā)流程：芯片 1在接收 C1的數(shù)據(jù)時無轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)開始接收 C2時，就會將 C1的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去，在芯片 1接收完 C2之后，芯片 1也將 C1轉(zhuǎn)發(fā)完成了；此后控制器再將 D1發(fā)送給芯片 1，芯片 1則開始將 C2轉(zhuǎn)出去。而芯片 1轉(zhuǎn)發(fā) C2完成時，也剛剛接收完成 D1，此后控制器發(fā)送過來的 D2、D3、D4…Dn，芯片 1都會轉(zhuǎn)發(fā)出去。芯片 1轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的周期與控制器發(fā)送給芯片 1數(shù)據(jù)的周期是相同的。芯片 1轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)與 控制器發(fā)送給它的數(shù)據(jù)，始終是有 32bit的差值。當(dāng)控制器發(fā)送一個復(fù)位信號時，芯片 1就會校驗(yàn) C1與 C2， 如果合法則將恒流值設(shè)置到端口，并將 D1轉(zhuǎn)化為實(shí)際的 PWM控制。在后面級聯(lián)的芯片 2、芯片 3…芯片 n中，數(shù)據(jù)接收與轉(zhuǎn)發(fā)的功能與芯片 1都是一樣的，都會將 C1和 C2 之后的第一組 PWM控制的數(shù)據(jù)(8×4bit)截留下來，并且將其他的 PWM控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去。

應(yīng)用信息

1、典型應(yīng)用電路

為防止產(chǎn)品在測試時帶電插拔產(chǎn)生的瞬間高壓導(dǎo)致芯片信號輸入輸出引腳損壞，應(yīng)該在信號輸入及 輸 出腳串接 100Ω保護(hù)電阻。此外，圖中各芯片的 104退耦電容不可缺少，且走線到芯片的 VDD和 GND腳應(yīng)盡量短，以達(dá)到最佳的退耦效果，穩(wěn)定芯片工作。

2、電源配置

FZH04D 可以配置為 DC6～24V電壓供電，但根據(jù)輸入電壓不同，應(yīng)配置不同的電源電阻，電阻計(jì) 算方法：VDD端口電流按 10mA計(jì)算，VDD串接電阻 R=（DC-5.5V）÷10mA（DC為電源電壓）。

配置電阻典型值列表如下：

3、如何計(jì)算數(shù)據(jù)刷新速率

數(shù)據(jù)刷新時間是根據(jù)一個系統(tǒng)中級聯(lián)了多少像素點(diǎn)來計(jì)算的，一組 WRGB通常為一 個像素（或一段）， 一顆 FZH04D芯片可以控制一組 WRGB。 按照正常模式計(jì) 算：

1bit 數(shù)據(jù)周期為 1.25μs（頻率 800KHz），一個像素?cái)?shù)據(jù)包括傳輸 PWM數(shù)據(jù)的時間：W(8bit）、R(8bit）、 G（8bit）、B（8bit）共 32bit，傳輸時間為 1.25μs×32=40μs，外加 C1和 C2的傳輸為 120μs。如果一 個 系統(tǒng)中共有 1000個像素點(diǎn)，一次刷新全部顯示的時間為 40μs×1000=40ms（忽略 C1、C2與 Reset信號 時間），即一秒鐘刷新率為：1÷40ms≈25Hz。 以下是級聯(lián)點(diǎn)數(shù)對應(yīng)最高數(shù)據(jù)刷新率表格：

4、如何使 FZH04D工作在最佳恒流狀態(tài)

FZH04D 為恒流可調(diào)驅(qū)動，根據(jù)恒流曲線可知，當(dāng) OUT端口電壓達(dá)到 0.8V就會進(jìn)入恒流狀態(tài)。但并非 電 壓越高越好，電壓越高，芯片的功耗就越大，發(fā)熱也越嚴(yán)重，降低整個系統(tǒng)的可靠性。建議 OUT端口 開通時電壓在 1.2～3V 之間較為合適，可以通過串接電阻的方式來降低 OUT端口過高的電壓。

5、如何使用 FZH04D擴(kuò)流

FZH04D 每個 OUT端口，如果用戶需要擴(kuò)大驅(qū)動電流，可將 WRGB三個 OUT端口短接后使用，每短接一 個 OUT端口，最大恒流值將增加 38mA，將三個 OUT端口全部短接后最大恒流值可達(dá) 152mA。此方法需 軟件 同時配合控制，分別寫三組寄存器值，即可實(shí)現(xiàn)精確的電流控制和較大的驅(qū)動電流。

恒流曲線

將 FZH04D應(yīng)用到 LED產(chǎn)品設(shè)計(jì)上時，當(dāng)恒流設(shè)置為相同的數(shù)值時，通道間甚至芯片間的電流差異極小，當(dāng)負(fù)載端電壓發(fā)生變化時，其輸出電流的穩(wěn)定性不受影響，恒流曲線如下圖所示：

圖例：藍(lán)色、黃色、紫色分別為恒流值設(shè)置為 38mA、21mA、6mA時的曲線圖

封裝示意圖（SOP8）

審核編輯 黃宇