TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 三通道 LED 恒流驱动芯片 （V2.0） 天利半导体有限公司 TERALANE SEMICONDUCTOR INC. 地址：深圳市南山区科技园南区高新南一道中国科技开发院 3 号塔楼 7 楼 电话：86-755-8630 9506 传真：86-755-8630 9523 1 TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 芯片描述： TLS3001 是单线传输、三通道 LED 恒流驱动芯片，内置 12 位灰阶控制的 PWM 调制功能。3 个恒流输出通道所输出的电流值不受输出端负载电压影响，并提 供恒定一致的输出电流，用户可以选择不同的外接电阻来调整输出电流，调整 范围从 0 到 30mA。内置电压调节器，使芯片正常工作在 5～17V 的较宽电压范 围内，输出端口最大耐压达到 17V。 主要性能： z 3路恒流输出通道，恒流输出不受输出端负载电压影响 z 输出电流范围：0～30mA z 典型电流为20mA，外接电阻为620 Ω z 曼彻斯特通信接口 z 可支持双通道数据传送，提高系统的可靠性 z 超强级联驱动能力，单线最大级联数达1024 z 12位PWM灰阶控制 z 输出通道交错时间迟滞80ns，使系统瞬态电流及由此产生的噪声降低到最小 z 精确的输出电流精度：通道之间 ±1.5%，芯片之间 ±3％ z 较宽的数据传送速率范围：100KHz～2MHz z 较宽的工作电压范围：5～17V z 低耗电量：<100mW z 较高的刷新速率，PWM 输出频率可达 1000Hz 以上 z 极强的抗干扰能力，ESD > 7KV 典型应用： 封装信息： z 单像素点光源 ◆ SOP14 z 柔性灯带 ◆ SSOP10 z 护栏管 ◆ SOP8 z 招牌字 ◆ 客户定制 z 条形屏 2 TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 功能框图 电气特性 z 最大限定范围 特性 代表符号 最大工作范围 单位 电源电压 VDD 17 V 输入端电压（SDI） VIN －0.4～Vcap＋0.4 V 输出端电流 IOUT 30 mA 输出端耐受电压 VDS 17 V 接地端电流 IGND 95 mA 数据时钟频率 FDCLK 0.1～2 MHz 承受功耗 PDmax SOP14 0.87 SSOP10 0.625 SOP8 0.625 W 工作温度 Topr -45 ~ +85 ℃ 存贮温度 Tstg －55 ~ +125 ℃ 3 TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 z 直流特性 特性 代表符号 测量条件 最小值 电源电压 VDD 5 Vcap 3.1 IOUT 0 一般值 最大值 单位 17 V 3.15 3.32 V 20 30 mA ±1.5 ±3 ％ ±3 ±6 ％ ±0.2 ±0.5 ％/V 最大值 单位 CAP 之输 出电压 输出电流 电流偏移 量（通道 Iout＝20mA VR＝ dIOUT1 461 mV 间） R=620 Ω 电流偏移 量（芯片 Iout＝20mA VR＝ dIOUT2 461 mV 间） R=620 Ω 电流偏移 量 vs 电 %/dVDD 电源电压＝5～17V 源电压 z 动态特性 特性 代表符号 最小值 一般值 内建时钟频率 OSC 13 27 MHz 时钟高电平宽度 19 38 ns 时钟低电平宽度 19 38 ns 输出通道间的交错迟滞时间 80 ns 电流输出电位上升时间 300n ns 电流输出电位下降时间 600n ns 4 TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 恒流特性 1） 通道间的电流差异小于±1.5％，芯片间的电流差异小于±3％。 2） 具有不受负载端电压影响的电流输出特性，如下图所示，输出电流稳定性将 不受LED顺向电压(VF)变化影响 Iout vs VDD at Various Rext 30 25 Iout(mA) 20 15 10 5 0 0 5 10 VDD(v) 15 20 调整输出电流 通道的输出电流由外接电阻确定，对应关系如下图所示： Rext vs. Iout 35 30 Iout(mA) 25 20 15 10 5 0 400 500 600 700 800 900 Rext(Ohm) 5 TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 套用下面公式可以计算输出电流值： Iout = (Vref/R)*2*13.8 Vref ≈ 0.46V 当电阻是 620 Ω 的时候，输出电流约为 20mA 数据通讯协议 送给 SDI 脚的输入信号必须遵循下列定义： a. 有效输入数据必须为曼彻斯特编码，信号从高到低跳变表示"1"，从低到高 跳变表示"0" b. 在芯片上电后必须先发一次同步帧，以便芯片检测通讯的波特率。同步帧的 格式为：15’b111111111111111+4’b0001+11’b00000000000，在发送同步 帧后必须延时一段时间再发送数据帧，这样做是为了每个芯片都能准确检测 到通讯的波特率，延时时间（us）大于：连接芯片数÷通讯波率(MHz)×30 c. 在发送若干帧数据后，重新发送一次复位帧，等待 1ms 之后，再发送一次同 步 帧 ， 以 便 芯 片 消 除 积 累 误 差 ， 复 位 帧 格 式 为 ： 15’b111111111111111+4’b0100 d. 数据帧格式为：15’b111111111111111+4’b0010（数据头）+ 第一个芯片 39bit 数据 + 第二个芯片 39bit 数据 + …… + 第 n 个芯片 39bit 数据 e. 第一个芯片为最先接收数据的芯片，芯片的数据格式为：1’ b0(标识位) + 12’ bxxxxxxxxxxxx（输出端口 1 数据） + 1’ b0(标识位) + 12’ bxxxxxxxxxxxx（输 出端口 2 数据） + 1’ b0(标识位) + 12’ bxxxxxxxxxxxx（输出端口 3 数据） ， x 为 1 或则 0 f. 数据先发送 MSB(最高位) g. SDI 输入脚在空闲状态时，必须保持低电平 h. 同一帧数据发送过程中，必须连续发送，中间不能有中断，发送频率也不能 改变。 6 TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 基本时序 双通道通讯功能 TLS3001 具备双数据通路通讯功能。当两个通道同时接收到有效数据信息时， 芯片会默认选择通道 1 数据为有效数据；TLS3001 会在数据通路空闲时，定时检 测数据通路状况，一旦检测到数据通路有断路情况，将自动将数据通路切换到另 一条数据通路，这样大大提高了系统的可靠性。具体应用如下： 双通道数据格式如下： 7 TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 输出端的交错延迟时间 z 本芯片内置延迟电路机制，OUT1、OUT2、OUT3依照80ns的延迟时间依序输出 电流, 使系统瞬态电流及由此产生的噪声降低到最小。 程序设计参考流程图 建议根据数据发送波特率，发完 M 帧数据需要大概 3 秒钟的时候发送一次复 位帧，然后延时 1ms，再发送同步帧，延时 Nms。 8 TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 封装说明 z SOP14 封装信息和管脚图 ¾ SOP14引脚分配定义 序号 Pin名称 类型 功能 1 VREF / NC 输出 测试端/未连接 2 VANA / NC 输出 测试端/未连接 3 SDI1 输入 串行数据输入端1 4 SDO2 输出 串行数据输出端2 5 OSC / NC 输出 测试端/未连接 外接电阻输入端，可调 6 VR 输入 节输出电流大小，默认 电阻为620Ω 7 GND 电源 芯片地 8 CAP 输出 外接1uF的稳压电容 9 SDI2 输入 串行数据输入端2 10 SDO1 输出 串行数据输出端1 11 VDD 电源 芯片电源 12 OUT1 输出 恒流输出端，外接LED 13 OUT2 输出 恒流输出端，外接LED 14 OUT3 输出 恒流输出端，外接LED 9 TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 ¾ SOP14封装信息 10 TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 z SSOP10 封装信息和管脚图 ¾ SSOP10 引脚分配定义 序号 Pin名称 类型 功能 1 OUT3 输出 LED驱动输出3 2 OUT2 输出 LED驱动输出2 3 OUT1 输出 LED驱动输出1 4 VREF 5 SDI 测试端/未连接 输入 串行数据输入端 外接电阻输入端，可调 6 VR 输入 节输出电流大小，默认 20mA电阻为620Ω 7 GND 电源地 芯片地 8 CAP 输出 外接1uF的稳压电容 9 SDO 输出 串行数据输出端 10 VDD 电源 芯片电源 11 TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 ¾ SSOP10 封装信息 12 TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 z SOP8 封装信息和管脚图 ¾ 引脚分配定义 序号 Pin名称 类型 功能 1 SDI 输入 串行数据输入端 2 外接电阻输入端，可调 VR 输出 节输出电流大小，默认 20mA电阻为620Ω 3 GND 电源地 芯片地 4 SDO 输出 串行数据输出端 5 VDD 电源 芯片电源 6 OUT3 输出 LED驱动输出3 7 OUT2 输出 LED驱动输出2 8 OUT1 输出 LED驱动输出1 13 TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 ¾ SOP8 封装信息 14 TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 典型应用电路 z SOP14 典型应用电路 单通道模式 双通道模式 z SSOP10 典型应用电路 15 TLS3001 3 通道 LED 恒流驱动芯片 z SOP8 应用电路 应用注意事项 z VDD供电电压范围： SOP14和SSOP10供电电压范围：5-17V， SOP8供电电压范围：4.5-7.5V V DD和GND之间须有一个0.1uF的滤波电容 z 输入数据的时钟频率须在100KHz～2MHz之间，为了信号能够传输更多的节 点，建议数据的发送频率在1M以内 z SDI信号输入引脚的电压最大不能超过3.5V z SDO输出信号高电平为3.3V z SDI、SDO的输入输出线路分布电容尽可能小，以便传输更多的节点 z 输出端VOUT1，2，3的电压应控制在1.5～10V之内，保证芯片良好的恒流输出特 性，同时使芯片自身功耗尽可能低， 应使OUTX恒流输出时的电压尽量接近 1.5V z 在发送若干帧数据后，重新发送一次复位帧延时 1ms 再发送同步帧，再延时 Nms，提高系统的抗干扰能力 z 假如串联的 LED 数量比较多，Vled 需要用到超过 17V，则芯片输出端需加 三极管保护线路 z 双通道模式下当双通道信号都为有效时，芯片会自动默认通道 1 信号为显 示信息。第二通道发送的数据顺序应该按像素信息与第一通道的首尾倒置 z SOP14 封装单通道使用模式下，不使用的通道输入端应该接上拉或悬空 16