深圳市天微电子有限公司 地址：深圳市南山区高新技术产业园北区紫光信息港A栋10层 原厂销售总部：手机18682063283 QQ：709072958 E-mail: [email protected] 三通道 LED 恒流驱动 TM1829 特性描述 TM1829是三通道LED（发光二极管）恒流驱动控制专用电路，内部集成有MCU单线数字接口、数据锁存 器、LED恒流驱动等电路，PWM辉度控制电路。芯片可通过单线数字接口（DI、DO）级联，外部控制器只需 单线就可控制该芯片和与其级联的后续芯片。TM1829输出端口的恒流值与PWM辉度都可单独通过外围控制器 设置。VDD引脚内部集成5V稳压管，外围器件少。本产品性能优良、质量可靠。 功能特点 ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ 采用功率CMOS工艺 OUT输出端口耐压24V VDD内置5V稳压管，串接电阻后电压支持6～24V 辉度调节电路，256级辉度可调 单线串行级联接口 振荡方式：内置RC振荡并根据数据线上信号进行时钟同步，在接收完本单元的数据后能自动将后 续数据再生后通过数据输出端发送至下级,信号不随级联变远而出现失真或衰减 内置上电复位电路 PWM控制端能够实现256级调节，扫描频率7KHZ 恒流电流能够实现32级调节（10mA—41mA） 能通过一根信号线完成数据的接收与解码 当刷新速率为30帧/s时，级联数低速模式下不小于1024点，高速模式下不小于2048点 数据传输速率可达800Kbps与1.6Mbps两种模式 任意两点传输距离不少于30米 封装形式：SOP8、DIP8 内部结构框图 整形转发 DIN 串行解码 SET VDD DO 恒流控制 VDD OUTR PWM控制 输出 驱动 GND GND OUTG OUTB OSC 1 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.4 三通道 LED 恒流驱动 TM1829 管脚排列 OUT R 1 8 VDD OUT G 2 7 SET OUT B 3 6 DIN GND 4 5 DO (TOP VIEW) 管脚功能 引脚名称 引脚序号 I/O 功能说明 DIN 6 I 数据输入 DO 5 O 数据输出 SET 7 I OUTR 1 O 接VDD：高速模式； 接GND或悬空：低速模式 Red PWM恒流输出 OUTG 2 O Green OUTB 3 O Blue VDD 8 - 逻辑电源 GND 4 - 接系统地 PWM恒流输出 PWM恒流输出 输入输出等效电路 VDD VDD DIN SET VDD OUTn DO GND GND GND 2 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.4 三通道 LED 恒流驱动 TM1829 集成电路系静电敏感器件，在干燥季节或者干燥环境使用容易产生大量静电，静电放电可能会损 坏集成电路，天微电子建议采取一切适当的集成电路预防处理措施，不正当的操作和焊接，可能 会造成 ESD 损坏或者性能下降，芯片无法正常工作。 极限参数（1）（2） 参数名称 参数符号 逻辑电源电压 极限值 单位 VDD -0.5～+7.0 V DIN,SET Vin -0.5～VDD+0.7 V 输出端电流(DC) OUTR,OUTG,OUTB Iout 41 mA 输出端电压范围 OUTR,OUTG,OUTB Vout -0.5～+30.0 V 时钟频率 DIN 输入端电压范围 Fclk 2.0 MHZ 工作温度范围 Topr -40～+85 ℃ 储存温度范围 Tstg -55～+150 ℃ 人体模式（HBM） 机器模式（MM） ESD 4000 400 V V （1）芯片长时间工作在上述极限参数条件下，可能造成器件可靠性降低或永久性损坏，天微电子不建 议实际使用时任何一项参数达到或超过这些极限值； （2）所有电压值均相对于系统地测试。 推荐工作条件 在-45℃～+85℃下测试，除非另有说明 参数名称 参数符号 测试条件 电源电压 DIN 输入耐压范围 SET 输入耐压范围 DO 输出耐压范围 OUT 输出耐压范围 工作温度范围 工作结温范围 VDD Vdin Vset Vdo Vout Ta Tj DIN 串接 1k 电阻 SET 串接 1K 电阻 DO 串接 1K 电阻 OUT＝OFF 最小值 4.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -40 -40 TM1829 典型值 5.0 ----- 最大值 5.5 VDD+0.7 VDD+0.7 VDD+0.7 24.0 +85 +125 3 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.4 单位 V V V V V ℃ ℃ 三通道 LED 恒流驱动 TM1829 电气特性 （在 VDD=5.0V 和-40℃~+85℃下，典型值 VDD=5.0V 和 TA=+25℃）除非另有说明 参数名称 参数符号 测试条件 高电平输出电压 低电平输出电压 高电平输入电压 低电平输入电压 高电平输出电流 低电平输出电流 输入电流 Voh Vol Vih Vil Ioh Iol Iin 逻辑电源电流（VDD） Icco 恒定输出电流范围 输出漏电流 OUT端口占空比周期 恒流误差 （通道对通道） 恒流误差 （芯片对芯片） Iolc Iolck Tpwm ΔIolco ΔIolc1 线性调整 ΔIolc2 负载调整 ΔIolc3 动态电流损耗 Idddyn 热阻值 消耗功率 Rth(j-a) PD Ioh=-6mA：DO Iol=10mA：DO VDD=5.0V VDD=5.0V VDD=5.0V,SDO=5.0V VDD=5.0V,SDO=1.0V DIN 接 VDD 或 GND OUTR, OUTG, OUTB ,DIN, SET, DO=开路 OUTR, OUTG, OUTB= 3.0V OUTR, OUTG, OUTB =OFF OUT接上拉电阻 OUTR, OUTG, OUTB =ON ,VOUTn =1V OUTR, OUTG, OUTB =ON ,VOUTn =1V OUTR, OUTG, OUTB =ON ,VOUTn =1V OUTR, OUTG, OUTB =ON ,VOUTn =1V~3V OUTR, OUTG, OUTB =OFF DO=开路 TM1829 单位 最小值 典型值 最大值 VDD-0.5 VDD VDD+0.5 0.4 VDD 1.35 1 V V V V mA mA μΑ 3.0 4.2 mA 140 41 0.3 145 mA μA μs ±3 % ±6 % ±0.5 ±1 %/V ±1 ±3 %/V 3 mA 190 250 ℃/W mW 3.5 0 1 10 -1 1.2 10 0 135 79.2 (Ta=25°C) 开关特性 （在VDD=5.0V和-40℃~+85℃下，典型值VDD=5.0V和 TA=+25℃）除非另有说明 参数名称 参数符号 测试条件 低速模式 高速模式 OUT PWM 输出频率 传输延迟时间 fosc1 fosc2 Fout Tplz Tpzl 下降时间 Tthz 输入电容 Ci DIN 悬空或接 GND DIN 接 VDD OUTR, OUTG, OUTB DIN → DOUT CL = 15pF, RL = 10K Ω CL = 300pF， OUTR/OUTG/OUTB TM1829 最小值 典型值 6.5 800 1.6 7 最大值 单位 7.5 200 100 KHz MHz KHZ ns ns 80 μs 15 pF 4 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.4 三通道 LED 恒流驱动 TM1829 时序特性 逻辑 0 逻辑 1 T0L RES ET T1L Tre set DIN VIL VIH T tPL Z T T0L ' RES ET T1L ' DO 功能说明 本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 端送来的数据，接收完24bit后，DO端口开始转发DIN端继续发来的数据，为下个级联芯片提 供输入数据。在转发数据之前，DO口一直为高电平。如果DIN输入RESET复位信号，芯片将在复位成功后根 据接收到的24bit数据输出相对应PWM占空比波形，且芯片重新等待接受新的数据，在接收完开始的24bit 数据后，通过DO口转发数据，芯片在没有接受到RESET信号前，OUTR、OUTG、OUTB管脚原输出保持不变。 芯片采用自动整形转发技术，信号不会失真衰减，使得该芯片的级联个数不受信号传送的限制，仅仅 受限刷屏速度要求。 1、数据结构 恒流模式命令： 芯片上电复位后，DIN输入的数据为每连续24bit为一个完整数据包，先发高位，如果高8位[bit23~bit16] 全为1，则该数据包是恒流设定数据，其结构如下： 1 1 1 1 1 1 1 1 BIT23-BIT16 全为1时，表示以 下数据设 定恒流参 数 RI4 RI3 RI2 RI1 RI0 BIT15-BIT11 设定OUTR输出恒 流电流 GI4 GI3 GI2 GI1 GI0 BIT10-BIT6 设定OUTG输出恒 流电流 BI4 BI3 BI2 BI1 BI0 BIT5-BIT1 设定OUTB输出恒 流电流 BIT0 测试模 式位 T RI GI BI T: [bit15~bit11]:设定R通道恒流值，Ir=10+RI[4:0]mA,即最小10+0=10mA,最大10+31=41mA [bit10~bit6]:设定G通道恒流值，设定方式同上 [bit5~bit1]:设定B通道恒流值，设定方式同上 测试模式位. 1：此位置位时，测试模式 0：此位清零时，正常工作模式，OUT输出PWM [bit15~bit1]位为分别独立设定OUTR，OUTG, OUTB引脚输出恒流值，数值范围从0~31，对应以下表中的恒 流值。 5 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.4 三通道 LED 恒流驱动 OUTR OUTG RI4 RI3 RI2 RI1 RI0 BIT15 BIT14 BIT13 BIT12 BIT11 GI4 GI3 GI2 GI1 GI0 BIT10 BIT9 BIT8 BIT7 BIT6 BI4 BI3 BI2 BI1 BI0 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 OUTB 数值 恒流值（mA） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 TM1829 PWM模式命令： 如果24bit数据包中，高8位不全为1，该数据包是PWM设定数据，其结构如下： R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0 BIT23-BIT16 设定OUTR输出PWM占空比 ，不能设 为全1 G7 G6 G5 G4 G3 G2 G1 G0 BIT15-BIT8 设定OUTG输出PWM占空比 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 BIT7-BIT0 设定OUTB输出PWM占空比 6 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.4 三通道 LED 恒流驱动 TM1829 PWM占空比从0-255连续可调，注意高8位不全为1。 24bit数据发送时高位先发，按照RGB的顺序发送数据。24位可拆分成3个8位数据来发送，注意字节与 字节之间的高电平时间不要超过RESET信号时间，否则芯片会复位，复位后又重新接收数据，则无法实现数 据传输。 符号 参数 T0l T1l T0l’ T1l’ T 输入0码，低电平时间 输入1码，低电平时间 输出0码，低电平时间 输出1码，低电平时间 0码或1码的周期时间 Treset Reset码，高电平时间 低速模式时间 测试条件 最小值 VDD=5V GND=0V 典型值 最大值 单位 150 600 --1200 300 800 340 680 450 1000 ---- ns ns ns ns ns 140 500 μs 注意：低速模式下发送 1 码或 0 码的周期时间为 1200ns（频率 800KHZ） 。 符号 参数 T0l T1l T0l’ T1l’ T 输入0码，低电平时间 输入1码，低电平时间 输出0码，低电平时间 输出1码，低电平时间 0码或1码的周期时间 Treset Reset码，高电平时间 高速模式时间 测试条件 最小值 VDD=5V GND=0V 典型值 最大值 单位 50 300 --600 170 450 170 340 250 550 ---- ns ns ns ns ns 140 500 μs 注意：高速模式下发送 1 码或 0 码的周期时间为 600ns（频率 1.6MHZ）。高低速模式的 Treset 复位时间是 一样的。 7 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.4 三通道 LED 恒流驱动 TM1829 2、数据传输和转发 D1 O UT PU T D IN 控制器 D2 DO D IN 芯片1 DO D3 D IN 芯片2 DO D4 芯片3 其中D1为控制器发送的数据，D2、D3、D4为级联TM1829转发的数据 数据刷新周期2 数据刷新周期1 D1 第一24位bit D2 第二24位bit 第三24位bit RESET 第二24位bit 第三24位bit RESET 第三24位bit RESET D3 第一24位bit 第二24位bit 第三24位bit RESET 第二24位bit 第三24位bit RESET RESET 第三24位bit D4 芯片级联和数据传输并转发过程：控制器发来数据（D1）， 当芯片1接收完第一24bit，芯片1还没有 转发数据（D2），接着控制器继续发来数据，芯片1再接收第二24bit，由于芯片1已经存有了第一24bit， 因此，芯片1通过DO把第二24bit转发出去,芯片2接收芯片1转发来的数据（D2），此时，芯片2还没有转发 数据（D3）；控制器继续发来数据,芯片1又把接收到的第三24bit转发到芯片2，由于芯片2也已经存有一个 24bit，所以，芯片2又把第三24bit转发（D3）,芯片3接收到第三24bit，此时如果控制器发送一个RESET 高电平信号，所有芯片就会复位并把各自接收到的24bit数据解码后控制RGB端口输出，完成一个数据刷新 周期。芯片又回到接收准备状态。 应用信息 1、典型应用电路 DC DC R1 RI DI 控制器 OUTR DC R2 OUTG VCC GND OUTB TM1829 IC1 DC R2 OUTG D1 DC 104 R3 OUTB DO DO DIN VDD GND OUTR RO DO R SET DC R1 R3 DO DIN VCC DC NEXT R SET TM1829 ICn D1 VDD DC 104 GND 8 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.4 三通道 LED 恒流驱动 TM1829 2、电源配置 TM1829 可以配置成 DC6～24V 电压供电，但根据输入电压不同，应配置不同的电源电阻， 电阻计算方法： 由于在实际应用中， 电源电压会随着负载的增大而降低。所以设置流过 VDD 脚的电流按 4.5mA 计算，所以串接 VDD 的电阻 R=（DC-5.0V）/4.5mA（DC 为电源电压）。 电源电压 DC 配置电阻典型值列表如下： 建议电源接口与 VDD 间连接电阻值 5V 6V 9V 12V 24V 无需接电阻，内部稳压管不起作用 100 750 1.5K 3.9K SET 端接高电平时，应连接在 VDD，禁止接外部电源 VCC，防止芯片击穿。建议在电源输入端接防反接 二极管来保护芯片。 3、如何计算数据刷新速率 数据刷新时间是根据一个系统中级联了多少像素点来计算的，一组RGB通常为一个像素，需要一个 TM1829芯片来控制。 按照高速模式计算： 一BIT传输最高速率为600ns（频率1.6MHZ），一个像素数据包括红（8BIT），绿（8BIT），蓝（8BIT） 共24BIT位，传输时间为24×0.6μS=14.4μS，如果一个系统中共有2000个像素点，一次刷新全部显示的时 间为14.4 μS×2000=28.8mS（忽略RESET码时间），即一秒钟刷新率为：1÷28.8×1000≈34.7Hz。 低速模式刷新速率对应高速模式下减一倍。 像素点 1~500 1~800 1~1000 1~1500 1~1800 1~2000 以下是级联点阵数对应最高数据刷新率表格： 高速模式 低速模式 最快一次刷新数 最高刷新率 最快一次刷新数 最高刷新率 据时间（mS） （Hz） 据时间（mS） （Hz） 7.2 11.52 14.4 21.6 25.92 28.8 138 87 69 46 38 35 14.4 23.04 28.8 43.2 51.84 57.6 69 44 35 23 19 17 如果系统对数据刷新率要求不高，则对级联像素点阵数量无要求，只要供电正常，理论上可用TM1829 无限级联。 4、如何使TM1829工作在最佳恒流状态 TM1829输出为恒流驱动，输出时根据恒流曲线可知，在恒流41mA电流时，进入恒流区域OUT端电压需为 1.2V以上，这时芯片才有恒流效果，但并非此OUT端电压越高越好，电压越高，降在芯片上功耗越大，芯片 发热严重，降低整个系统可靠性，因此建议OUT端开启时电压Vout控制在1.2~3V之间较好，常用串联电阻方 式进行使用，以下是选用电阻理论计算方式： 系统驱动电压：VDD 单个LED导通压降：Vled 串联LED个数：n 恒流值：Iout 9 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.4 三通道 LED 恒流驱动 TM1829 恒流电压：1.5V 电阻：R R=(VDD-1.5-n×Vled)/ Iout 例：系统供电24V，单个LED导通压降：2V，串联LED个数：6个，恒流值40mA 应串联电阻：R=(24-1.5-2×6)/0.04=262.5Ω ，只需在OUT引脚上串联260Ω左右的电阻即可 5、使用TM1829如何扩流 TM1829每个OUT端最大只能输出41mA恒流，如果用户需要扩大恒流值驱动，可将其中三个OUT端短接后 使用，每短路一个OUT端，恒流值最大和将增加41mA，三路短接后最高可恒流123mA左右，但是此方法缺点 是需软件同时配合控制，分别写三组寄存器值，优点是可精确得到想要的电流值和恒流电流较大。 8 DC GND 级联上级 200 4 7 6 VCC GND SET DIN 1 OUTR 2 OUTG 3 OUTB DO 5 R* LED DC 级联下级 TM1829 6、用程序驱动LED方法 5.1 要实现芯片对LED亮度控制，首先确保RGB端口电压，能够使芯片进入恒流工作（具体参考“恒流 曲线”）； 5.2 芯片上电复位，初始化先对恒流值进行设定且测试模式位T为0（允许PWM输出），如设定输出通 道RGB的恒流电流为20mA,那么允许流过最大电流就为20mA。应根据LED设定恒流值； 5.3 对PWM寄存器进行写入，设定PWM输出，如设定输出通道RGB的PWM辉度级别为100,那么流过LED的 电流为100÷256×20mA=7.8mA； 5.4 不停改变PWM的值，就能随心所欲调节LED亮度了。设定PWM值为0，输出全高，LED灭。设定PWM 值为FFH（注意24BIT高8位不能全为1） ，输出最大低电平占空比波形，LED最亮。 5.5 如果设定恒流值且测试模式位T为1,则进入测试模式。 注意事项：为避免芯片断电后又上电而控制器没有断电，造成初始化设定的恒流寄存器值丢失，恒流电流 改变，建议在刷新PWM寄存器的过程中定时刷新恒流寄存器或者刷新一次恒流寄存器再刷新一次PWM寄存器。 10 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.4 三通道 LED 恒流驱动 TM1829 恒流曲线 将 TM1829 应用到 LED 面板设计上时，通道间甚至芯片间的电流差异极小。此源于 TM1829 的优异特 性： ¾ ¾ 当负载端电压发生变化时，其输出电流的稳定性不受影响，如下图所示 图中所示，输出端口的电流 Iout 与加在端口上的电压 Vds 关系可知，当在恒流工作状态下，端口 输出 Iout 为恒流值，Iout 恒流电流越小，需要的 Vds 也越小，最小不能小于 0.8V。 11 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.4 三通道 LED 恒流驱动 TM1829 封装示意图（SOP8） α E H L c A A1 e 标号 最小 A A1 b c D E e H L α 0.051 0.002 0.012 0.006 0.186 0.148 0.224 0.018 0° D b 英寸 标准 0.059 0.006 0.016 0.010 0.194 0.156 0.050 0.236 0.026 最大 最小 0.067 0.010 0.022 0.014 0.202 0.163 1.30 0.06 0.30 0.15 4.72 3.75 0.248 0.033 8° 5.70 0.45 0° 毫米 标准 1.50 0.16 0.40 0.25 4.92 3.95 1.27 6.00 0.65 最大 1.70 0.26 0.55 0.35 5.12 4.15 6.30 0.85 8° 12 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.4 三通道 LED 恒流驱动 TM1829 封装示意图（DIP8） D c E α E1 A2 A A1 L B1 e B 标号 A A1 A2 B B1 c D E E1 e L α 最小 英寸 标准 最大 最小 毫米 标准 0.170 0.015 0.124 0.015 0.050 0.008 0.352 0.242 0.118 0° 0.134 0.018 0.060 0.010 0.362 0.252 0.300 0.100 0.130 最大 4.31 0.144 0.020 0.070 0.012 0.372 0.262 0.38 3.15 0.38 1.27 0.20 8.95 6.15 0.142 15° 3.00 0° 3.4 0.46 1.52 0.25 9.20 6.40 7.62 2.54 3.30 3.65 0.51 1.77 0.30 9.45 6.65 3.60 15° All specs and applications shown above subject to change without prior notice. (以上电路及规格仅供参考，如本公司进行修正，恕不另行通知) 13 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.4 三通道 LED 恒流驱动 TM1829 修订历史 版本 发行日期 修订简介 V1.0 V1.1 V1.2 V1.3 V1.4 2011-12-21 2012-02-22 2012-05-08 2012-06-21 2013-01-04 正式版 修订版 改版发行 改版发行 改版发行 14 www.titanmec.com ©Titan Micro Electronics V1.4