Microsoft Word - UCS2909_1_.doc

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酒服酆
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1 产品概述 UCS2909 是 9 通道 LED 驱动控制专用电路, 内部集成有 MCU 数字接口数据锁存器 LED 高压驱动等电路通过外围 MCU 控制实现该芯片的单独辉度级联控制实现户外大屏的彩色点阵发光控制产品性能优良, 质量可靠功能特点单线数据传输, 可无限级联整形转发强化技术, 两点间传输距离超过 20 米数据传输频率 800K/ 秒, 可实现画面刷新速率 30 帧 / 秒时, 不小于 1024 点输出端口 PWM 控制能够实现 256 级灰度调节, 端口扫描频率 1.5KHz/s 芯片 VDD 内置 5V 稳压管, 输出端口耐压大于 24V 采用预置 17mA/ 通道恒流模式恒流精度高, 片内误差 1.5%, 片间误差 3% 6 通道 /9 通道可选上电自检亮蓝灯功能 S-AI 单线传输抗干扰专利技术, 可大幅降低及滤除辐射干扰和传导干扰应用领域护栏管线条灯软灯条户内外屏等典型应用图

2 脚位图 (DIP14,SOP14) 内部功能框图脚位说明 UCS2909 序号符号功能描述 1 VDD 电源 2 SET 悬空为三点输出, 接 VDD 为 2 点输出 ( 即仅 R1/B1/G1,R2/G2/B2 有效 ) 3 DOUT 显示数据级联输出 (800K) 4,10,13 OUTR Red( 红 ) PWM 控制输出 5,9,12 OUTG Green( 绿 ) PWM 控制输出 6,8,11 OUTB Blue( 蓝 ) PWM 控制输出 7 GND 接地 14 DIN 显示数据级联输入 (800K)

3 最大额定值 ( 如无特殊说明,Ta= 25,Vss= 0V) 参数符号范围单位逻辑电源电压 Vdd + 5.5~ V 输出端口耐压 Vout 30 V 逻辑输入电压 Vi 0.5~ Vdd+ 0.5 V 工作温度 Topt 40~ + 85 储存温度 Tstg 55~ 抗静电 ESD 6000 V 额定输出功率 Pd 400 mw 推荐工作范围 ( 如无特殊说明,Ta= 40~ + 85,Vss= 0V) 参数符号最小典型最大单位测试条件逻辑电源电压 Vdd V - 高电平输入电压 Vih 0.7Vdd - Vdd V - 低电平输入电压 Vil 0-0.3Vdd V - 输出端口耐压 Vout 24 V 电气参数 ( 如无特殊说明,Ta= 40~ + 85,Vss= 0V, Vdd= 4.5~ 5.5 V) 参数符号最小典型最大单位测试条件低电平输出电流 Iout ma R,G,B(VR 悬空 ) 低电平输出电流 Ido ma Vo = 0.4V,Dout 输入电流 Ii - - ±1 µa 输出管脚电流 Isink 17 ma 高电平输入电压 Vih 0.7Vdd - V DIN,SET 低电平输入电压 Vil Vdd V DIN,SET 滞后电压 Vh V DIN,SET 电流偏移量 ( 通道间 ) diout ±1.5 ±3.0 % Vds=1V,Iout=17mA 电流偏移量 ( 芯片间 ) diout ±3.0 ±6.0 % Vds=1V,Iout=17mA 电流偏移量 VS-Vds %dvds ±0.1 ±0.5 %/V 1V<Vds<3V 电流偏移量 VS-Vdd %dvds ±1.0 ±2.0 %/V 4.5V<Vdd<5.5V 动态电流损耗 IDDdyn 无负载 1 ma 消耗功率 PD (Ta=25 ) 250 mw 热阻值 Rth(j-a) /W

4 开关特性 ( 如无特殊说明,Ta= 40~ + 85,Vss= 0V, Vdd= 4.5~ 5.5 V) 参数符号最小典型最大单位测试条件振荡频率 FOSC khz - FOSC MHz - 传输延迟时间 Tflz ns Cl= 15pF,DIN DOUT,Rl = 10kΩ 下降时间 Tthz μs Cl = 300pF,OUTR/OUTG/OUTB 数据传输率 Fd Kbps 占空比 50% 输入电容 Ci pf - 功能说明芯片采用单线通讯方式, 采用归零码的方式发送信号芯片在上电复位以后, 接受 DIN 端打来的数据, 接受够 72bit 后,DO 端口开始转发数据, 供下一个芯片提供输入数据在转发之前,DO 口一直拉低此时芯片将不接受新的数据, 芯片 OUTR OUTG OUTB 9 个 PWM 输出口根据接受到的 72bit 数据, 发出相应的不同占空比的信号, 该信号周期在 0.6ms 左右如果 DIN 端输入信号为 RESET 信号, 芯片将接收到的数据送显示, 芯片将在该信号结束后重新接受新的数据, 在接受完开始的 72bit 数据后, 通过 DO 口转发数据, 芯片在没有接受到 RESET 码前,OUTR OUTG OUTB 管脚原输出保持不变, 当接受到 24µs 以上低电平 RESET 码后, 芯片将刚才收到的 72bit PWM 数据脉宽输出到 OUTR OUTG OUTB 引脚上 1) 芯片级联方法

5 2) 数据传输注 : 其中 D1 为 MCU 端发送的数据,D2 D3 D4 为级联电路自动整形转发的数据 3) 72bit 数据结构 ( 以下是前 24 位数据 R1,G1,B1) R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0 G7 G6 G5 G4 G3 G2 G1 G0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 注 : 高位先发, 按照 RGB 的顺序发送数据 4) 时序波形图

6 名称描述典型值误差范围 T0H 0 码, 高电平时间 0.4µs ±40ns T1H 1 码, 高电平时间 0.8µs ±80ns T0L 0 码, 低电平时间 0.85µs T1L 1 码, 低电平时间 0.45µs Treset Reset 码, 低电平时间 24us 注 :1. IC 主要根据高电平时间判断 "0" 码和 "1" 码,IC 收到高电平的前 30ns 不计 ( 特为防干扰设计 ) 高电平时间 <0.55us,IC 判断为 "0" 码, 高电平时间 >0.69uS, 判断为 1 码. 0 码和 1 码的低电平代表此码结束, 准备接收下一数据码 2. 低电平复位时间最小为 8µs, 最高为 24us,IC 在收到大于 8us 小于 24us 的低电平信号时都可能认为是 RESET 码, 所以一帧数据传输过程中不要中断超过 8µs, 否则可能会被 IC 认为是 reset 码但在 8µs 之内, 控制器可以进行其他操作同时控制器发 reset 码时不要低于 24us, 以保证所有 IC 都能确认为 reset 码 3. 控制器输出码形周期务必要大于 1.25us, 控制器码形请参照下表发送, 可保证有较大的传输数据变形空间 6) 芯片内部再生信号标准 :( 低速增强模式 ) 名称描述典型值误差范围 T0H 0 码, 高电平时间 0.4µs ±40ns T1H 1 码, 高电平时间 0.8µs ±80ns T0L 0 码, 低电平时间 2.1µs T1L 1 码, 低电平时间 1.7µs Treset Reset 码, 低电平时间 24us UCS2903 内置控制可自动兼容以上 2 种控制器发送模式,IC 内置充电管理模块, 在低速增强模式下具有更强的驱动能力常规使用时控制器选择发送高速模式即可, 高速模式可带 1024 点 /30 帧当工程上出现抖动或时好时坏等现象, 又不便对产品或布线进行排查时, 可在控制器上选用 2903 低速增强模式并重新生成效果文件, 产品上无需任何更改使用低速模式只可带 512 点 /30 帧或 1024 点 /15 帧使用低速增强模式可缓解以下问题, 在问题不是特别严重的情况下能使画面恢复正常 : 问题 : 接线不良, 电压不足, 布线不合理产品接线虚焊,PCB 过孔不良等因素造成抖动等现象时

7 7) 控制器建议值 1:( 高速常规模式 ) 名称描述典型值 T0H 0 码, 高电平时间 0.4us T1H 1 码, 高电平时间 0.85us T0L 0 码, 低电平时间 0.85µs T1L 1 码, 低电平时间 0.4us T 0 码或 1 码周期 1.25us Treset Reset 码, 低电平时间 24us 8) 控制器建议值 :( 低速增强模式 ) 名称描述典型值 T0H 0 码, 高电平时间 0.4us T1H 1 码, 高电平时间 0.85us T0L 0 码, 低电平时间 2.1µs T1L 1 码, 低电平时间 1.65us T 0 码或 1 码周期 2.5us Treset Reset 码, 低电平时间 24us

8 恒流曲线 UCS2909 恒流特性优异, 通道间甚至芯片间的电流差异极小 (1): 通道间的最大电流误差小于 ±1.5, 而芯片间的最大电流误差小于 ±3 (2): 当负载端电压发生变化时,UCS2909 输出电流不受影响, 如下图所示 UCS2909 IOUT 与 VDS 关系 IOUT(mA) VDS(V) 应用线路图 1. 电源电压 5V, 带单颗 LED 采用恒流方式可以在电压不断下降的同时达到亮度及色温保持不变的理想效果

9 2. 电源电压 12V, 每路串 3 颗 LED 的应用图 12V 供电时建议在 IC 的信号输入及输出端各串一个 68 的电阻防止带电拔插或电源和信号线反接等情况下损坏 IC 输入及输出端 3. 电源电压 24V, 控制 4~6 串 LED 灯的应用 24V 供电时建议在 IC 的信号输入及输出端各串一个 120 的电阻防止带电拔插或电源和信号线错接等情况下损坏 IC 输入及输出端

10 稳压特性 UCS2909 可以配置成 6~ 24V 电压供电, 电源与地之间的 104P 电容尽量靠近 IC 本体, 并且回路最近, 但根据输入电压不同, 应配置不同的电源电阻 R, 该阻值列表如下 : 电源电压建议电源接口与 VDD 间连接电阻 5 V 51 欧 12V 1 K 24V 3K IC 的最大工作电流范围 :1~20mA 实际使用时设定 IC 的工作电流范围 :1~10mA, 工作电流设定越大, 信号驱动能力越强, 拉线可以越长, 但会增加一定功耗以上表中 24V, 串联电阻阻值 3k 为例计算 IC 的工作电流其计算公式如下 : Idd=(VCC-5.5)/R1 即 Idd=(24-5.5)/3k=0.0061A(6.1mA) 分压电阻 UCS2909 芯片 OUT 输出端口上的电阻可以根据其串接的 LED 数来自行调节, 经电阻和 LED 灯串接降压后,OUT 端口处的电压应不超过 3V, 这样能降低芯片的功耗, 减少发热量 UCS2909 输出端能保持恒流是依靠 IC 输出端 (OUTRGB) 电压能随电源电压变化或负载变化进行自动调节, 以保持输出电流不变 UCS2909 输出端电压的自动调节是有一定范围的, 最低可到 0.6V, 最高调节上限没有多大限制, 但会受 IC 最大功耗 PD 的限制 UCS2909 极限 PD 为 600mW. 长时间较大功耗工作时不要超过 450mW, 否则可能导致 IC 损坏 1. 以应用图 3 6 珠串联应用时, 端口 (OUTRGB) 电流设定 17mA, 端口 (OUTRGB) 电压设计取值 3V 为例, 先说明 IC 端口功耗情况 (9 通道同时输出, 亮白光 ) OUTR 端口功耗 :3*17mA*3V=153mW OUTG 端口功耗 :3*17mA*3V=153mW OUTB 端口功耗 :3*17mA*3V=153mW 合计 :459mW, 正常画面功耗一般不超过全白光的 2/3 以下分压电阻的取值计算 : Rr=(24V-3V-6*1.9V)/17mA=560 电源电压 24V,6 串, 红灯开启电压以 1.9V 计 Rg=(24V-3V-6*3.1V)/17mA=140 电源电压 24V,6 串, 绿灯开启电压以 3.1V 计 Rb=(24V-3V-6*3.1V)/17mA=140 电源电压 24V,6 串, 蓝灯开启电压以 3.1V 计

11 在此种情况下, 电源电压由 24V 下跌 2.5V(3V-0.5V) 至 21.5V 时还能保持恒流状态 UCS2909 分压电阻选值表电源电压灯珠数目分压电阻 ( 欧姆 ) 封装类型 1 串 (17mA) R-410 B,G-340 R,G,B 伏 2 串 (17mA) R-300 B,G-160 R,G,B 串 (17mA) R 串 R-780 B,G-505 R,G,B 伏 5 串 R-670 B,G-320 R-1206,B,G 串 R-560 B,G-140 R-1206,B,G 0805 应用注意事项 IC 能正常和稳定的工作与正确的应用息息相关, 正确良好的外围元件和产品设计是 IC 稳定工作的基础基于以上出发点, 建议客户在生产过程中严格按照以下建议进行, 以保证产品的稳定可靠 1. 在级联应用时, 点与点之间有效共地才能保证信号正常传输 2. 应用在点光源时, 最好采用 2 芯 (24V 正,24V 负 )+2 芯 (D,GND) 的连接方式若采用单 4 芯头连接时, 务必注意 4 芯头中 24V+ 和数据线 D 都在一个接头里, 要避免防水头密封不良漏水 ( 或安装时未插紧 ) 或防水头非对位强行接插, 否则可能会烧毁 IC 3. 24V 供电时每个 IC 的 DIN 输入及 DOUT 输出都务必串接 120 欧以上的保护电阻, 并且电阻位置应最靠近 IC 输入输出端 12V 供电时信号输入输出端务必各串接 51 欧以上电阻 4. UCS2909 VDD 端内置稳压管, 不用再加 78L05, 但要注意的是, 在 24V(24V 供电时 ) 及 VDD 端之间务必要串接一个电阻, 此电阻建议取值 3K, 电阻功率选 1/4W 即可,12V 供电时电阻可选 1K 5. 应用 UCS2909 在画板时要注意信号地 (GND) 线, 地线应尽量画粗, 过细的地线可能会引起信号传输不稳定, 出现抖动等非正常现象 6. 在板上布线时, 可能产生较高电压的走线 ( 如 24V 电源线,LED 之间的连线等 ) 应远离信号线 (DIN, DOUT) 及 5V 线, 以免因制板工艺问题造成暗连线时烧毁 IC 7. 为减少高频干扰, 每个 IC 的电源与地之间都要并联一个 104 电容,104 应该最靠近 IC 的电源和地, 并且要求电源线应该先经过 104 再到 IC 8. UCS2909 是恒流输出, 务必注意 RGB 输出端上串联的分压电阻的选用恒流 IC 选用分压电阻和恒压输出 IC 选用限流电阻的方式取值完全不同选值不当可以损坏 IC

12 封装外形图和尺寸 DIP14

13 SOP14 版本号版本发行日期修订简介 VER 内容增加 VER 版面调整 VER 版面调整 VER 内容增加

三路输出LED闪光电路–HL0423

三路输出LED闪光电路–HL0423 产品概述 UCS1903B 是三通道 LED 驱动控制专用电路, 内部集成有 MCU 数字接口数据锁存器 LED 高压驱动等电路通过外围 MCU 控制实现该芯片的单独辉度级联控制实现户外大屏的彩色点阵发光控制产品性能优良, 质量可靠功能特点单线数据传输, 可无限级联在接受完本单元的数据后能自动将后续数据进行整形转发任意两点传输距离超过 10 米而无需增加任何电路数据传输频率 800K/