WS2801
Application Note
应用手册
应用手册
PWM
LED
3
通道带PWM
PWM输出的可编程恒定电流LED
LED驱动器
相关标题
½
½
½
½
½
½
½
½
½
½
½
½
½
½
½
½
内½LDO
WS2801特性,应用及功½描述
WS2801集成电路内部功½模块图
典型时序图
描述
高输入电压下的应用
恒定电流驱动模式
恒定电压驱动模式
大功率高亮度LED的驱动
采用外部开关实现高压恒流驱动LED串
灰度数据字格式
灰度刷新频率
WS2801的接力连接与应用
典型应用电路一
典型应用电路二(½用外部开关实现高压恒流驱动LED串)
典型应用电路三(½用外部开关实现恒压驱动大功率LED串)
1 /14
WS-Application Note
应用手册
http://www.world-semi.com
WS2801
Application Note
应用手册
l
特征
l
应用范围
•
支持恒流和恒压两种驱动模式
•
可编程LED恒定驱动电流
•
½范围恒定电流输出:2~200mA
•
每个输出驱动通道½内建PWM灰度控制电路,
支持free-run,
非常适合
½成本控制方案
•
具有PWM调光free
run
½力(采用内部振荡器(1.2MHz)½为调光时
钟时,刷新频率约为2.5KHz)
•
内建时钟数据再生电路来输出输入的数据和时钟信号,非常适合级联
的应用。
•
输出极性反½功½
•
最高输入信号时钟频率为25MHz
•
电源电压为3.3~5.5V
• LED
装饰照明系统
•
室内/外信息,视频显示系统
• PWM信号生成器
• LCD TV LED RGB背光控制
l
描述
WS2801是一个恒定电流LED驱动器,它主要为室内/外LED显示屏,和装饰性LED照明系统而设计,非常适合用于需要接力串接的
LED照明系统,WS2801拥有3个独立的输出驱动通道,每个通道均½实现独立的256级PWM灰度控制,可在不改变LED发光色½的
条件下实现256级LED灰度控制,并½输出高达200mA的恒定LED驱动电流,WS2801内部包含串联移½寄存器,数据锁存器,输出
寄存器,带隙基准电压源,内部振荡器和可编程恒定电流驱动器。
从SDI数据输入的串行数据在CKI口时钟信号的上升沿被读入到芯片内部的数据移½寄存器中,输入的时钟信号和LED灰度控制信号
在芯片内部经过时钟数据再生电路整½后在CKO和SDO端输出,以½芯片½够接力串接工½。½POL=“0”时,输出极性反½,
WS2801工½如同一个PWM控制器,
½够驱动外接的开关或者电路驱动高亮度的LED,
并实现大功率LED的256级灰度控制。
WS2801
的2-线传输控制方法由世芯微电子专门为可级联的LED照明装饰系统所设计,具有速度快,可靠性高,灰度数据同步刷新等特点,
½够最大限度的降½系统成本,非常适合用于½成本的LED装饰照明系统。
引脚图:
Fig1.a SOP-14 package
Fig1.b DIP-14 package
2 /14
WS-Application Note
应用手册
http://www.world-semi.com
WS2801
Application Note
应用手册
l
WS2801
WS2801集成电路内部功½模块图
Fig1, WS2801内部功½模块图
工½功½描述
WS2801内部包含串联移½寄存器,
数据锁存器,
输出寄存器,
带隙基准电压源,
内部振荡器和可编程恒定电流驱动器。
WS2801
在输入时钟的上升沿采样串行数据输入口SDI的数据信号,并将其存储到其内部的移½寄存器½中。½WS2801在连续1ms内没有探
测到时钟CKI信号的存在,WS2801将锁存先前采样的灰度数据至数据锁存器½中,并同时刷新内部的状态寄存器,准备下次数据传
输。WS2801,内部的可编程恒定电流驱动器½够以恒定电流和恒定电压模式驱动外部的LED串,通过外围电路的扩展,这些驱动
器½够在高输入电压下以恒定电压或者电流模式驱动LED串。
时钟数据自动对½电路½够将内部的数据和时钟自动对½,
内部的推½输出级具有很强的驱动½力,
以满足其级联应用的需要。
高输入电压应用
WS2801
的工½电源电压范围为
3.3~5.5V,
½输出电源电压高于
5.5V
时,
½纳二极管
D0
可用于钳制电源电压来生成
WS2801
的电源,如下图。
3 / 14
WS-Application Note-应用手册
http://www.world-semi.com
WS2801
Application Note
应用手册
Fig 2,
½输入电压高于
6V
时候,WS2801 的电源设½
在
WS2801
正常工½条件下,芯片消耗约
1.5mA
的电流,限流电阻
RS
中流过的电流至少应该为
2801
消耗电流的
2
倍约为
3mA,以保证 WS2801
的正常工½。如果输入的电源电压为
12V,那么 RS=2K
可以满足该应用。在
WS2801
的电源上必须接一个
到地的电容
C0
以滤除电源上的噪声,C0=10uF 满足大多数的应用,在画
PCB
板时,C0 应½量靠近
WS2801
的
VCC pin
脚。
½信号传输频率高于
2MHz
时,最½在
C0
处并联一个约
300nF
的陶瓷电容,以½信号的传输更稳定。
恒定电流驱动模式
在
WS2801
中采用了一个高性½的运算放大器来控制晶½管
M0
产生一个恒定电流,
以此恒定电流来驱动芯片外接的
LED
串。
各驱动通道的输出电流均可由外接的电流反馈电阻来独立编程设定,如下图,XFB 为
R/G/BFB,
Fig3,
恒定电流驱动模式的电路
各输出通道的输出电流可以根据以下方程来设定:
I
XOUT
=
电流为
20mA,则 RXFB=39Ω。
V
REF
R
XFB
---------------------------------------------------------------------------- (1)
其中,VREF=0.75V,为设½输出电流的基准电压,RXFB 为
R/G/BFB
脚上所连接的电流反馈电阻,例如,如果驱动
LED
所需的
4 / 14
WS-Application Note-应用手册
http://www.world-semi.com
WS2801
Application Note
应用手册
为了保证恒定电流驱动器的正常工½,
R/G/BOUT pin
的电压在正常工½时应该设½在
1~1.5V
之间,
这样可以保持在整个工½
范围内½½够输出一个高精度的驱动电流。如果
R/G/BOUT
的电压过½,会导致内部驱动电路工½不正常,不½够输出驱动所需
要的电流,如果
R/G/BOUT
的电压过高,会导致有过多的功率消耗在
WS2801
芯片上,½电路工½的稳定性降½。
恒定电压驱动模式
WS2801
是一个½用非常灵活的
LED
驱动芯片。它不仅½够为用户提供恒定电流驱动模式,也½提供恒定电压驱动模式,在
该模式下兼容
ZQL9712,在恒定电压驱动模式下(POL=“HIGH”或者悬空)
,WS2801 的驱动输出电压高大
50mA。应用时,只
需要将
R/G/BFB pin
脚直接与
GND
短接,WS2801 便½工½在恒定电压驱动模式下。如下图。
Fig4,
恒定电压驱动模式电路示意图
在恒定电压驱动模式下,LED 的驱动电流可以通过调整
RL
的阻值来设定,RL 可以根据下面的方程来推算得到。
R
L
=
V
DD
−
V
LED
−
V
OUT
I
LED
---------------------------------------------------------------- (2)
其中RL是电流设定电阻,
VDD是LED串的电源,
LED
是LED串工½时的正向导通压降,
OUT
是驱动输出的饱和压降,
V
V
大概在0.1~0.2V,
ILED是LED工½的工½电流,通常ILED≤20mA.
大功率高亮度的
LED
驱动
WS2801
可以利用外接的开关,
在恒定电压驱动模式下驱动高亮
LED,
同时实现高亮
LED
的
256
级灰度控制。
POL=
½
“LOW”
时候,WS2801 的输出极性反½,此时
WS2801
工½如同一个
PWM
控制器,其产生的
PWM
控制信号可用于控制外部的大功率
LED
恒流驱动器或者
NPN BJT
开关晶½管以驱动
LED,如下图。
5 / 14
WS-Application Note-应用手册
http://www.world-semi.com