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THL3514

器件型号:THL3514
厂商名称:THine Electronics, Inc.
厂商官网:https://www.thine.co.jp/
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器件描述

The THL3514 is an LED driver with 24 channel constant

THL3514器件文档内容

THL3514_Rev.1.01_E

                       THL3514

24-channel Constant Current LED Driver with LVDS Interface

DESCRIPTIONS                                                   FEATURES

The THL3514 is an LED driver with 24 channel constant          < Driver part >
current sink outputs. The constant current values for          - Constant Current Output: 24 channels
three output groups are determined by external resistors.      - Output Sink Current: up to 40mA/ch
The embedded oscillator and PWM controller                     - Output voltage: up to 40V
individually generates 256-step brightness set by the          - Individual Brightness Control: 256 steps
dedicated registers for each channel.                          - Output disable/enable
The serial interface of 2-pair LVDS lines (clock and
data) features high-level noise tolerance, high-speed, and     < Serial interface part >
long-distance transmission.                                    - 2-pair Serial LVDS Input or 3-wire Serial CMOS Input
The LVDS allowing cascaded and multidrop connection
offers the maximum flexibility for designers to place and       up to 10Mbps
connect LED drivers.                                           - Bridge Function Converting 3-wire Serial
The simple and one-way communication protocol is
easily-controlled and requires less CPU resources.              CMOS Input to 2-pair Serial LVDS Output
                                                               - Repeater function of 2-pair Serial LVDS Input / Output
APPLICATIONS
                                                                with Waveform and Timing Correction
Amusement                                                      - Device Address Selection up to 62 addresses
LED Backlight                                                  - General call to all devices
LED Display
Digital Signage                                                Protection Circuits
Illumination                                                    UVLO, Short Circuit Protection, Thermal Shutdown

                                                               Supply Voltage: 3.0~5.5V
                                                               Package: QFN 48-pin Exposed Pad
                                                               Protection Circuits

                                                               EU RoHS Compliant

                                              Block Diagram

                                        OUT0~OUT7 OUT8~OUT15 OUT16~OUT23

REXT0                                   Current Sink           Current Sink     Current Sink
REXT1
                    Constant              Oscillator
                     Current                                   PWM Controller
                    Generator

      REXT2                                                          Registers

             A0~A5                                          Address          Data
SCL_INp
SCL_INn             LVDS Input                                 Input Logic
SDA_INp                                                                            LVDS Output
SDA_INn                                    SCL
                                                                                                SCL_OUTp
            MODE                              SDA                                               SCL_OUTn

                                           Re-timing                                            SDA_OUTp
                                                                                                SDA_OUTn
                                              SCK SCL
                                              CSn SDA
                                              SI

                                        3-wire to 2-wire
                                          conversion

Copyright2014 THine Electronics, Inc.                      1                                 THine Electronics, Inc.
                                                                                                             Security E
THL3514_Rev.1.01_E

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

Parameter                                         Condition Min       Typ   Max Unit
VDD Supply Voltage
Digital Input Voltage *Note                                  -0.4           6.0  V
LED Driver Output Voltage
Storage Temperature                                          -0.5           6.0  V
Junction Temperature, Tj
                                                                            40   V

                                                             -55            150  C

                                                                            150  C

*Note1: As for the A0 pin, the maximum value is VDD+0.5V. While power supply is not applied, the voltage on the A0
pin must be lower than 0.5V.

RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS

Parameter                                         Condition  Min      Typ   Max Unit
VDD Supply Voltage
LED Driver Output Voltage                                    3.0            5.5  V
LED Driver Output Current *Note2
Operating Ambient Temperature, Ta                                           35   V

                                                                            40 mA/ch

                                                             -40            85   C

*Note2: Since overshoot of current waveform may occur depending on usage conditions, the LEDs with more than
80mA pulse forward current as absolute maximum ratings are recommended

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (VDD=5V,Ta=25  ,unless otherwise noted.)

Parameter                               Condtion             Min      Typ   Max Unit
                                                                                        mA
                VDD=3.3V, Iout=20mA(REXT=2.4k)                        11

                without LVDS output termination resistors

                VDD=3.3V, Iout=20mA(REXT=2.4k)                        18         mA
                with LVDS output termination resistors 100

       VDD      VDD=5.0V, Iout=20mA(REXT=2.4k)                        13         mA
Supply Current  without LVDS output termination resistors

*Note1          VDD=5.0V, Iout=20mA(REXT=2.4k)
                with LVDS output termination resistors 100
                                                                      21         mA

                VDD=5.0V, Iout=20mA(REXT=2.4k)                              28   mA
                with LVDS output termination resistors 100

Osillator Frequency(fosc)                                             900        kHz

UVLO Threshold Voltage (VDD Rising)                                   2.5        V

UVLO Hysteresis                                                       0.1        V

Constant Current Mismatch Between Channels                                  3   %

Constant Current Mismatch Between Devices                                   6   %

LED Driver Output Leakage Current                                           1   A

Digital Input, High Level Voltage (VIH)                      0.7VDD              V

Digital Input, Low Level Voltage (VIL)                                      0.3VDD V

Digital Input, Hysteresis                                    0.05VDD             V

Digital Input, Leakage Current                                              10  A

LVDS Input, Differential Voltage (VID)            VIC=1.25V 100                 mV

LVDS Input, Leakage Current                                                 30  A

                                                  VDD=3.0V 240                   mV

LVDS Output, Differential Voltage (VOD)           VDD=3.3V            350        mV

                                                  VDD=5.0V            420        mV

                                                  VDD=5.5V                  480 mV

LVDS Output, Common Mode Voltage (VOC)                       1.1      1.25  1.4  V

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                                                                                          Security E
THL3514_Rev.1.01_E

3-wire Serial CMOS Level Input (MODE=High)

Symbol    Parameter                                               Condition Min   Typ  Max Unit
fSCK     SCK Frequency
  tCH     SCK High Time                                                                10  MHz
  tCL     SCK Low Time
                                                                             40            ns

                                                                             40            ns

tDVCH     SI Setup Time                                                      10            ns
tCHDX     SI Hold Time
tCHSL     CSn Not Active Hold Time                                           10            ns

                                                                             40            ns

tSLCH     CSn Active Setup Time                                              40            ns
tCHSH     CSn Active Hold Time
                                                                             40            ns

tSHCH     CSn Not Active Setup Time                                          40            ns
tSHSL     CSn Not Active Time
                                                                             200           ns

2-pair Serial LVDS Output

Symbol    Parameter                                               Condition  Min  Typ  Max Unit
  tr, tf  SCL, SDA Transition Time
          Header Condition Hold Time                                 *2                10  ns
tSTAH     SDA Setup Time
tDSU     SCL Falling Edge Hold Time                                         6    10   20  ns
tDHO     End Pulse Width
tPWE     SCL Propagation Delay                                              6    10   20  ns
  tPD
                                                                             5             ns

                                                                             25   40   70  ns

                                                                                       30  ns

2-pair Serial LVDS Input (MODE=Low)

Symbol    Parameter                                               Condition  Min  Typ  Max Unit
fSCL     SCL Frequency
tDAH     SCL High Time                                                                10  MHz
tDAL     SCL Low Time
tSTAH     Header Condition Hold Time                                         25            ns
tDSU     SDA Setup Time
tDHO     SCL Falling Edge Hold Time                                         25            ns

                                                                             4             ns

                                                                             4             ns

                                                                             3             ns

*1. In cascading connection, termination resistors are necessary for LVDS outputs. In this case, 2.4mA to 4.8mA current
flows at each resistor depending on the power supply voltage. Therefore, the current consumption is larger than the case
without the termination resistors.

< With termination resistors >          < Without termination resistors >

                    SCL_OUTp            100                          Open
                    SCL_OUTn

                    SDA_OUTp            100                          Open
                    SDA_OUTn

*2. SCL, SDATransition Time Measurement Condition
               OUTp Load Capacitance:50pF
                                        Termination Resistor:100

                    OUTn

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                                                                                                      Security E
THL3514_Rev.1.01_E

LVDS Spec                                          80%                            VID
                                                                                VIC=(INp+INn)/2
      INn                                                20%
      INp                                         tf                             VOD
     OUTn                                                                       VOC=(OUTp+OUTn)/2
     OUTp
                                                                                          INp: SCL_INp, SDA_INp
OUTp-OUTn                                                                                 INn: SCL_INn, SDA_INn
                            tr                                                  0V
                                                                                          OUTp: SCL_OUTp, SDA_OUTp
                                                                                          OUTn: SCL_OUTn, SDA_OUTn

Timing Diagram

3-wire Serial Input/2-pair Serial LVDS Output Timing                                            tSHSL
                                                                                tCHSH tSHCH
CSn

                                tCHSL tSLCH                   tCL tCH

SCK

                                    tDVCH tCHDX

SI                                                Bit 7                         Bit 0

                                                  tPD                                                               tPWE

SCL_OUT

                                tSTAH tDSU                           tDHO                     End Pulse

SDA_OUT                                                       Bit 7             Bit 0

                                Header Condition

2-pair Serial LVDS Input/Output Timing                               tDAL tDAH

SCL_IN

                                tSTAH tDSU                           tDHO

SDA_IN                                                        Bit 7             Bit 0
SCL_OUT                                                       tPD
                                Header Condition

SDA_OUT                                                       Bit 7                    Bit 0

* Abbreviation
This document refers to the differential signals in unipolar shorthand; for example, SCL_IN, SDA_IN, SCL_OUT, and
SDA_OUT mean (SCL_INp - SCL_INn), (SDA_INp - SDA_INn), (SCL_OUTp - SCL_OUTn), and (SDA_OUTp -
SDA_OUTn) respectively.
* A falling transition of the SDA_IN while the SCL_IN is high is defined as "Header Condition". Please refer to the sec-
tion "2-pair Serial LVDS Input" for details.

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                                                                                                      Security E
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PIN CONFIGURATIONS

                                        (Top View)

                                        OUT23
                                            OUT22
                                                OUT21
                                                    OUT20
                                                        OUT19
                                                             OUT18
                                                                 MODE
                                                                     REXT2

                                                                         A5
                                                                              A4
                                                                                  VDD
                                                                                      REXT1

                                        48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37

                 GND 1                                                                       36  OUT17
                                                                                                 OUT16
                 SDA_INn 2                                                                   35  OUT15
                                                                                                 OUT14
                 SDA_INp 3                                                                   34  OUT13
                                                                                                 OUT12
                 SCL_INn 4                                                                   33  OUT11
                                                                                                 OUT10
                 SCL_INp 5                                                                   32  OUT9
                                                                                                 OUT8
                 VDD 6                  Exposed Pad                                          31  OUT7
                 GND 7                                                                           OUT6
                                        (Bottom Side)                                        30

              SCL_OUTp 8                                                                     29

              SCL_OUTn 9                                                                     28

              SDA_OUTp 10                                                                    27

              SDA_OUTn 11                                                                    26

                 GND 12                                                                      25

                                        13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

                                        OUT0
                                            OUT1
                                                OUT2
                                                    OUT3
                                                        OUT4
                                                             OUT5

                                                                 A0
                                                                     A1
                                                                         A2
                                                                              A3
                                                                                  VDD
                                                                                      REXT0

* The exposed pad is connected to GND inside the device. The exposed pad should be soldered to GND to improve the thermal characteristics.

PIN DESCRIPTION

Pin Name      Type                                                            Description

MODE          Digital Input             Serial Interface Input Mode Select
                                        Low: 2-pair Serial LVDS Input
SCL_INp(SCK)  LVDS Input/               High: 3-wire Serial CMOS Input
              Digital Input
                                        MODE=Low: 2-pair Serial LVDS Clock Input - Positive
SCL_INn(CSn)  LVDS Input/               MODE=High: 3-wire Serial Clock Input (SCK)
              Digital Input
                                        MODE=Low: 2-pair Serial LVDS Clock Input - Negative
SDA_INp(SI)   LVDS Input/               MODE=High: 3-wire Serial Chip Select Input (CSn)
              Digital Input
                                        MODE=Low: 2-pair Serial LVDS Data Input - Positive
SDA_INn       LVDS Input/               MODE=High: 3-wire Serial Data Input (SI)
              Digital Input
                                        MODE=Low: 2-pair Serial LVDS Data Input - Negative
SCL_OUTp LVDS Output                    MODE=High: Reserved (Connect to Low)
                                        2-pair Serial LVDS Clock Output - Positive
SCL_OUTn LVDS Output                    2-pair Serial LVDS Clock Output - Negative
                                        2-pair Serial LVDS Data Output - Positive
SDA_OUTp LVDS Output                    2-pair Serial LVDS Data Output - Negative

SDA_OUTn      LVDS Output              LED Driver Output Channel 0 - 23
OUT0-OUT23       Constant
                                        Resistor connection for the constant current outputs (OUT0-OUT7)
    REXT0     Current Output            Resistor connection for the constant current outputs (OUT8-OUT15)
              Analog Output             Resistor connection for the constant current outputs (OUT16-OUT23)
                                        Device address input Bit0 - 5
REXT1         Analog Output             Power supply
                                        Ground
REXT2         Analog Output

A0-A5         Digital Input

VDD              

GND              

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                                                                                                                       Security E
THL3514_Rev.1.01_E

REGISTER NOTATION

Address is noted in hex with the prefix "R".            For example, R00 is a register of address 00.
Bit location is noted by "[]".                          For example, R00[5:0] is bit 5 down to bit 0 of address 00.
Register value is noted in binary with the suffix "b".  For example, R00[5:0]=000000b
Register value is noted in decimal without a suffix.    For example, R04[7:0]=160
Register value is noted in hex with the suffix "h".     For example, R04=A0h

REGISTER MAP                           Function                         Description
     Address Default                                       0: Normal Mode
                         PWM Phase Control Mode            1: Group Control Mode
R00[7]              0
                         LED Output Enable                 0: Output Disable
R00[6]              0                                      1: Output Enable
                         -                                 internal fixation
R00[5:0]            -    Individual Brightness - OUT0      Individual Brightness=Value/256
                         Individual Brightness - OUT1
R01[7:0]            00h  Individual Brightness - OUT2
                         Individual Brightness - OUT3
R02[7:0]            00h  Individual Brightness - OUT4
                         Individual Brightness - OUT5
R03[7:0]            00h  Individual Brightness - OUT6
                         Individual Brightness - OUT7
R04[7:0]            00h  Individual Brightness - OUT8
                         Individual Brightness - OUT9
R05[7:0]            00h  Individual Brightness - OUT10
                         Individual Brightness - OUT11
R06[7:0]            00h  Individual Brightness - OUT12
                         Individual Brightness - OUT13
R07[7:0]            00h  Individual Brightness - OUT14
                         Individual Brightness - OUT15
R08[7:0]            00h  Individual Brightness - OUT16
                         Individual Brightness - OUT17
R09[7:0]            00h  Individual Brightness - OUT18
                         Individual Brightness - OUT19
R0A[7:0]            00h  Individual Brightness - OUT20
                         Individual Brightness - OUT21
R0B[7:0]            00h  Individual Brightness - OUT22
                         Individual Brightness - OUT23
R0C[7:0]            00h

R0D[7:0]            00h

R0E[7:0]            00h

R0F[7:0]            00h

R10[7:0]            00h

R11[7:0]            00h

R12[7:0]            00h

R13[7:0]            00h

R14[7:0]            00h

R15[7:0]            00h

R16[7:0]            00h

R17[7:0]            00h

R18[7:0]            00h

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                                                                          Security E
THL3514_Rev.1.01_E

FUNCTIONAL DESCRIPTION

External reference resistor

The constant current value of LED driver output channels are determined by the resistors connected between REXT0,
REXT1, REXT2 and GND. The external resistor value is calculated by the following equation.

REXT[k]=            0.6 [V]    80     (Typical Value at Iout=20mA)

                    Iout [mA]

For example, when Iout=20mA, REXT=0.6/20 x 80=2.4[k]

Writing to registers

The device includes 25-byte registers (R00-R18) for setting. Writing to registers is executed through the serial interface
and the value is maintained as long as power is applied. The register value can not be read.
Writing to registers should be invoked after the power supply (VDD) of all the devices in cascading and multidrop con-
nection gets stable above 3.0V.
Then after power-up, if using 2-pair serial LVDS input, initialization of 2-pair serial LVDS input must be done before
writing to registers. However, in case all the registers are continuously rewritten, in other words repeatedly refreshed, the
initialization of 2-pair serial LVDS input is not necessary after power-up and instantaneous interruption.
Please refer to the section "Initialization of 2-pair Serial LVDS Input" for details.

UVLO

The device has an internal UVLO (Under-Voltage Locked-Out) circuit to prevent the device from malfunction at low
supply voltage. Until power supply (VDD) has reached 2.5V (typical value), the UVLO holds the internal logic circuit in
a reset condition, and keeps the LED driver outputs and LVDS outputs in Hi-Z state. The UVLO circuit has hysteresis. If
power supply falls below 2.4V (typical value), the device gets into the above UVLO state in which the internal logic
circuit is reset and the regsiters are reset to default value.

Power Supply(VDD)                          UVLO Threshold(2.5V typ.)
                                                       Hysterisys (0.1V typ.)

Internal Reset Signal
    (Active-Low)

Short Circuit Protection

The device includes short circuit protection circuits for each pin of the external reference resistors, REXT0-REXT2 to
prevent the LED driver outputs from driving excessive current. If LED driver outputs turn on with the REXT0-REXT2
pin shorted to such as GND, overcurrent flowing in output transistors may causes permanent damage to the device.
The short circuit protection is a function to shutdown outputs immediately when the device detects short circuit condition
on REXT0-REXT2 pin. If short circuit condition is resolved, normal operation automatically resumes.
However, this function can not always prevent breakdown or damage to the device depending on usage situation and
duration of abnormality.

Thermal Shutdown

The device includes thermal shutdown circuit to prevent damages caused by excessive heat. If the junction temperature
exceeds the absolute maximum rating (Tj=150 C), the thermal shutdown circuit turn off all LED driver outputs. The
thermal shutdown circuits has hysteresis. If Tj falls enough, normal operation automatically resumes.
However, this function can not always prevent breakdown or damage to the device depending on usage situation and
duration of abnormality.

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                                                                                     Security E
THL3514_Rev.1.01_E

Serial Communication Protocol

2-pair serial LVDS input or 3-wire serial CMOS level input is selected as a serial interface for register setting by the
MODE pin. The 2-pair serial LVDS input and 3-wire serial CMOS level input share input pins (SCL_INp/SCL_INn,
SDA_INp/SDA_INn) which are used as 2-pair serial LVDS input when the MODE pin is set to low, and used as 3-wire
serial CMOS level input when the MODE pin is set to high.
- The serial interface is clock synchronous and used only for writing to registers (one-way communication).
- The data length is 8-bit in MSB first bit order. As for how to recognize the first bit, please refer to the section "2-pair
serial LVDS input" and "3-wire serial CMOS level input".
- The first 8 bits that includes the first bit is defined as "1st byte" and the next 8 bits as "2nd byte" and so on.
- "1st Byte" is assigned to the device address. If device address is set to 00h, all the devices are selected to be written
except the device which has a device address 00111111 by the A5-A0 pins.
- "2nd Byte" is assigned to the register address.
- The bytes after "3rd Byte" is assigned to register values to write. The register address is incremented every time 8-bit
register value is written. For example, the value of "3rd Byte" is written to the register at the address indicated in "2nd
byte", and the value of "4th byte" is written to the register at the address ("2nd byte"+1).
- Don't write except the registers R00-R18

                                               < Serial Data >

               1st Byte                                 2nd Byte

Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0

               Device Address                  Register Address

The first bit                  3rd Byte                           Last Byte

               Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0  Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0

                               Register Value                     Register Value

Device Address Setting

The lower 6 bits out of 8-bit serial interface device address are set by the A0-A5 pin.The higher 2 bits are fixed at 00.
For example,
in case A5=Low, A4=Low, A3=Low, A2=Low, A1=Low, A0=High,
the device address is set to 00000001 (01h).

- If the A0-A5 pins are all set to high, the register of the device can not be written. Please set all the A0-A5 pins to high
in order to use only 2-pair to 2-pair repeater function or 3-wire to 2-pair bridge function without using LED driver out-
puts.
- Since the device address 00000000 (00h) is the one to be used for writing to all devices, basically don't use it.
- Please set device addresses within the range from 00000001 (01h) to 00111110 (3Eh) in normal use.

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                                                                                                Security E
THL3514_Rev.1.01_E

Serial Interface Connection

THL3514 is protocol compatible with LED drivers series of opendrain outputs and constant current outputs so that can
be mixed in cascade and multidrop connection scheme .(Please note that multiple LVDS outputs can not be connected to
each other.)
*LED drivers series of opendrain outputs and constant current outputs are referred to collectively as THL35XX hereaf-
ter.

Cascade Connection by 2-pair serial LVDS

The THL35XX can convert 3-wire serial output from the host such as micro-controller or CPU to 2-pair serial LVDS,
which is connected to the 2-pair serial LVDS input of a following device in a point-to-point topology. As for the maxi-
mum number of devices to be cascaded, please refer to an application note.

      3-wire serial                 2-pair serial LVDS             2-pair serial LVDS
        CSn
        SCK                         SCL
        SI
Host                 THL35XX                              THL35XX                      THL35XX

                                    SDA

                     MODE pin=High       MODE pin=Low                       MODE pin=Low

Multidrop Connection by 2-pair serial LVDS

The THL35XX can convert 3-wire serial output from the host such as micro-controller or CPU to 2-pair serial LVDS,
which is connected to the 2-pair serial LVDS input of following multiple devices in a multidrop topology. As for the
maximum number of devices to be multidropped, please refer to an application note.

Host  3-wire serial                   2-pair serial LVDS
        CSn                          SCL
        SCK          THL35XX
        SI                           SDA

                     MODE pin=High

                                         THL35XX                   THL35XX

                                         MODE pin=Low              MODE pin=Low

Multidrop Connection by 3-wire serial

3-wire serial output from the host such as micro-controller or CPU is connected to following multiple devices in a multi-
drop topology.

      CSn            3-wire serial
      SCK
Host  SI

                     THL35XX             THL35XX

           MODE pin=High                 MODE pin=High

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THL3514_Rev.1.01_E

3-wire Serial CMOS Level Input

When the MODE pin is set to high, the serial interface for writing to registers becomes 3-wire serial CMOS level input.
The chip select (CSn), serial clock (SCK), serial data (SI) of 3-wire serial CMOS level input are input to the SCL_INn
pin, the SCL_INp pin, the SDA_IN pin respectively. The SDA_INn must be tied to low.

- While the CSn stays low, the data input SI is latched by rising edges of the clock input SCK.
- The data latched by the first clock rising edge after the CSn falls is assigned the "first bit".
- The "Last Byte" is written to a register when the CSn rises after Bit0 (in other words, "Last Byte" will not be written to
a register until the CSn rises).
- If the CSn rises in the middle of a byte, the byte is not written to a register, then the communication resumes from "1st
Byte" when the CSn falls next.

                                                 < 3-wire Serial CMOS Level Input >

SCL_INn (CSn)       7654321076                                  76543210
SCL_INp (SCK)

SDA_INp (SI)        bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 bit7 bit6 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0

                                        "1st Byte"  "2nd Byte"        "Last Byte"

2-pair serial LVDS

When the MODE pin is set to low, the serial interface for writing to registers becomes 2-pair serial LVDS input
(SCL_INp/SCL_INn, SDA_INp/SDA_INn).

- The data input SDA_IN is latched by rising edges of the clock input SCL_IN.
- A falling transition of the SDA_IN while the SCL_IN is high is defined as "Header Condition", and the data latched by
the first clock rising edge after the "Header Condition" is assigned the "first bit". Except "Header Condition", the transi-
tions of the data input SDA_IN are allowed while the clock input SCL_IN is low.
- The "Last Byte" is written to a register at the reception of an active-low pulse "End Pulse" (actually, "Last Byte" is
written to a register at the rising edge of the "End Pulse"). When the "End Pulse" rises, the data output SDA_OUT must
be high.
- If the "Header Condition" is received in the middle of a byte, the byte is not written to a register, then the communica-
tion resumes from "1st Byte".

                                        < 2-pair serial LVDS input >

                    7654321076                                  7 6 5 4 3 2 1 0 End Pulse

SCL_IN

SDA_IN              bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 bit7 bit6 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0

               Header Condition         "1st Byte"  "2nd Byte"        "Last Byte"

* The 3-wire to 2-pair bridge function can convert 3-wire serial output from the host such as micro-controller or CPU to
2-pair sereal LVDS. Please refer to the section "3-wire to 2-pair bridge function" for details.

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                                                                                                  Security E
THL3514_Rev.1.01_E

3-wire to 2-pair bridge function

When the MODE pin is set to high, the serial interface for writing to registers becomes 3-wire serial CMOS level input
(CSn, CK, SI), which is converted to 2-wire serial and transferred to the LVDS output pins.

- While the CSn is active low, the data input SI is latched and transferred to the LVDS output SDA_OUT on the rising
edges of the clock input SCK. There is about 10ns setup time between the clock output SCL_OUT and the data output
SDA_OUT.
- When the CSn falls, "Header Condition" is generated on 2-pair LVDS output.
- After the CSn rises, an active-low pulse "End Pulse" (the pulse width: 40ns typ) is added on the clock output
SCL_OUT.
- When the CSn rises, the data output SDA_OUT is forced high. In the result, the low to high transition of the clock out-
put SCL_OUT "End Pulse" occurs while the data output SDA_OUT is high

                                                        < 3-wire to 2-pair bridge >

SCL_INn (CSn)               7654321076                              76543210
SCL_INp (SCK)

SDA_INp (SI)                bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 bit7 bit6 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0

                            7654321076                              76543210                                           End Pulse

SCL_OUT

SDA_OUT                     bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 bit7 bit6 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0

               Header Condition         "1st Byte"      "2nd Byte"       "Last Byte"

2-pair to 2-pair repeater function

When the MODE pin is set to low, the serial interface for writing to registers becomes 2-pair serial LVDS input
(SCL_INp/SCL_INn, SDA_INp/SDA_INn). The timing between the clock and the data is compensated and then they are
transferred to the LVDS output pins.

- The data input SDA_IN is latched and transferred to the LVDS output SDA_OUT on the rising edges of the clock input
SCL_IN. There is about 10ns setup time between the clock output SCL_OUT and the data output SDA_OUT.
- The "Header Condition" is regenerated and transferred to the output.

                                 < 2-pair to 2-pair repeater function >

                            7654321076                              7 6 5 4 3 2 1 0 End Pulse

SCL_IN

SDA_IN                      bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 bit7 bit6 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0

          Header Condition  7654321076                              76543210

SCL_OUT

SDA_OUT                     bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 bit7 bit6 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0

                                        "1st Byte"      "2nd Byte"       "Last Byte"

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                                                                                                     Security E
THL3514_Rev.1.01_E

Initialization of 2-pair Serial LVDS Input

After power-up, if using 2-pair serial LVDS input, initialization of 2-pair serial LVDS input must be done before writing
to registers. Without the initialization of 2-pair serial LVDS input, the first writing to registers ("1st Byte"-"Last Byte")
may possibly fail. However, the initialization of 2-pair serial LVDS input is not necessary in case failure in the first writ-
ing to registers can be allowed; for example, in case all the registers (R00-R18) are continuously rewritten, in other
words repeatedly refreshed.

In order to initialize 2-pair serial LVDS input, please input active-low pulse (pulse width: 200ns min.) of the CSn into 3-
wire serial CMOS level input of the first device which converts 3-wire to 2-pair. In consequence, the 2-pair serial LVDS
input of all the following devices are initialized. In cascading connection, it takes the propagation delay of all stages in
cascaded chain to finish the initialization of 2-pair serial LVDS input.

      3-wire serial           2-pair serial LVDS                 2-pair serial LVDS
         CSn
         SCK                  SCL
         SI
Host                 THL35XX                            THL35XX

                              SDA

      Active-low pulse input                            2-pair serial LVDS inputs to be initialized

                     < Initialization of 2-pair Serial LVDS Input >

Initialization Pattern Example 1
  Input active-low pulse input to the CSn

                     SCL_INn (CSn)                               Min.200ns
                     SCL_INp (SCK) (High)
   3-wire serial
CMOS level input

                     SDA_INp (SI)               (High)

2-pair serial        SCL_OUT
LVDS Output          SDA_OUT

Initialization Pattern Example 2                                       Initialization Pattern
Input 1st Byte (Device Address)=FFh
                                 SCL_INn (CSn)          76543210

   3-wire serial     SCL_INp (SCK)
CMOS level input

                     SDA_INp (SI)               (High)
                      SCL_OUT
                      SDA_OUT                           76543210

2-pair serial
LVDS Output

                                                                                     Initialization Pattern

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                                                                                                              Security E
THL3514_Rev.1.01_E

Individual Brightness Control

The Brightness for each LED output channel (OUT0-OUT23) are individually programmable in 256 steps by the register
configuration (R01-R15). The individual Brightness is controlled by PWM duty cycle.
The ratio of ON time for the constant current outputs is expressed in the following equation.

ON time ratio = Individual Brightness Control Register Value / 256

The bigger setting value results in the larger ON time ratio, therefore higher brightness. When the register value is 0, the
output current sink is held OFF, therefore the LED turns off.

                                     < Individual Brightness Control >

                                    approximately 290s

Individual Brightness:255      OFF            ON
                               OFF            ON
ON Dugy=255/256
                                ON            OFF
Individual Brightness:254       ON            OFF

ON Dugy =254/256                              OFF

Individual Brightness:2

ON Dugy=2/256

Individual Brightness:1

ON Dugy =1/256

Individual Brightness:0

ON Dugy =0/256

PWM Phase Control Mode

The PWM pulse start position of each channel is controlled in different phases to reduce switching noise.
The phase control mode is selectable in 2 ways by the register configuration (R00[7]).
In normal mode (R00[7]=0), the PWM pulse start positions of all channels are different from each other.
In group control mode (R00[7]=1), the PWM pulse start positions of 2 or 3 channel groups are different from each other.

                                                     < PWM Phase Control Mode >

Normal Mode(R00[7]=0)

OUT0                       ON                                           ON
                                                                                    ON
OUT1                           ON                                                               ON

OUT2                                          ON

                           Delay                                        Delay
                                       Delay
                                                                               Delay

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                                                                                                     Security E
THL3514_Rev.1.01_E

Group Control Mode(R00[7]=1)            < PWM Phase Control Mode >

OUT0                ON                                                                               ON
                                                                                                     ON
Group 0 OUT1        ON

OUT2                ON                                  ON
                                                                                             ON
        OUT3                            ON                                                   ON
                                                                                             ON
Group 1 OUT4                            ON

        OUT5                            ON

                        Delay                                                                            Delay

When multiple LED output channels need to be connected in parallel to drive, the PWM phase control mode must be set
to group control mode (R00[7]=1), and the channels in the same group must be connected in parallel to drive.

< Grouping of Group Control Mode >

Group         Output Channel                Same group  Pin Name
Group0  OUT0, OUT1, OUT2                                OUT(n)
Group1  OUT3, OUT4, OUT5                                OUT(n+1)
Group2  OUT6, OUT7, OUT8                                OUT(n+2)
Group3  OUT9, OUT10, OUT11
Group4  OUT12, OUT13, OUT14
Group5  OUT15, OUT16, OUT17
Group6  OUT18, OUT19, OUT20
Group7  OUT21, OUT22, OUT23

LED Driver Output Enable

All of the LED driver outputs can be disabled by register configuration (R00[6]). When disabled (R00[6]=0), all of the
LED driver outputs go into OFF (Hi-Z) state, LEDs turn off.

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                                                                                                                               Security E
THL3514_Rev.1.01_E

Package Dimensions

QFN 48-pin

                                  7 .0 0 b s c                                                                           0 .0 5 S

                                                                                                                     0 .9 0 M A X

                                                                                                                         0 .6 5  0 .7 0
                                                                                                                         0 .2 0 R E F .
                                                                                                                         0 .0 5 M A X
                                                                                                                         0 .1 0

                                                                                                       7 .0 0 b s c

                 1 P IN IN D E X                                                             S
                                                                                                       S E A T IN G P L A N E
                                  T O P V IE W
                                                                                     S ID E V IE W
                                  5 .5 0 + /-0 .1 0
                                                                   0 .3 5

0 .0 9 R M IN

0 .4 51 P IN IN D E X
      0 .4 0 + /-0 .0 50 .2 0 R

                                                                              0 .3 5
                                                                                      5 .5 0 + /-0 .1 0
                              48

                                                 0 .5 0 b s c                                          0 .4 0 + /-0 .0 5
                                  0 .2 5 + 0 .0 5 /-0 .0 7
                                                                                                                                                  U n it:m m
                                   B O T T O M V IE W
                                                                                                                                THine Electronics, Inc.
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   THL3514_Rev.1.01_E

Notices and Requests

1. The product specifications described in this material are subject to change without prior notice.
2. The circuit diagrams described in this material are examples of the application which may not always apply to the

    customer's design. We are not responsible for possible errors and omissions in this material. Please note if errors or
    omissions should be found in this material, we may not be able to correct them immediately.
3. This material contains our copy right, know-how or other proprietary. Copying or disclosing to third parties the
    contents of this material without our prior permission is prohibited.
4. Note that if infringement of any third party's industrial ownership should occur by using this product, we will be
    exempted from the responsibility unless it directly relates to the production process or functions of the product.
5. This product is presumed to be used for general electric equipment, not for the applications which require very high
    reliability (including medical equipment directly concerning people's life, aerospace equipment, or nuclear control
    equipment). Also, when using this product for the equipment concerned with the control and safety of the
    transportation means, the traffic signal equipment, or various Types of safety equipment, please do it after applying
    appropriate measures to the product.
6. Despite our utmost efforts to improve the quality and reliability of the product, faults will occur with a certain small
    probability, which is inevitable to a semi-conductor product. Therefore, you are encouraged to have sufficiently
    redundant or error preventive design applied to the use of the product so as not to have our product cause any social
    or public damage.
7. Please note that this product is not designed to be radiation-proof.
8. Customers are asked, if required, to judge by themselves if this product falls under the category of strategic goods
    under the Foreign Exchange and Foreign Trade Control Law.
9. The product or peripheral parts may be damaged by a surge in voltage over the absolute maximum ratings or
    malfunction, if pins of the product are shorted by such as foreign substance. The damage may cause a smoking
    and ignition. Therefore, you are encouraged to implement safety measures by adding protection devices, such as
    fuses.

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