?特性描述

FZH03（深圳市方中禾科技）是具有內控同步功能的三通道LED固定18mA恒流驅動IC，信號輸入斷開后實現同步固定七彩花樣變化，可防止芯片損壞導致的后續級聯芯片不工作。同時適合制作全內控燈條，無需控制器。芯片內部集成有MCU固化程序和單線數字接口、數據鎖存器、LED恒流驅動等電路。VDD引腳內部集成5V穩壓管，外圍器件少。適用于護欄管、點光源等LED裝飾類產品。本產品性能優良，質量可靠。

功能特點

?采用功率CMOS工藝

? OUT輸出端口耐壓24V

? VDD內置5V穩壓管，串接電阻后電壓支持3.3～24V

?固定恒流輸出18mA

? PWM輝度控制電路，256級輝度可調

?精確的電流輸出值

（通道與通道）最大誤差：±3%

（芯片與芯片）最大誤差：±5%

?單線串行級聯接口

?振蕩方式：內置RC振蕩并根據數據線上信號進行時鐘同步，在接收完本單元的數據后能自動將后續數據再生并通過數據輸出端發送至下級,信號不隨級聯變遠而出現失真或衰減

?內置上電復位電路，上電復位后所有寄存器初始化為零

?外控模式數據傳輸速率800KHz

?內控模式數據傳輸速率500KHz

?內控模式芯片發送數據2048點

?封裝形式：SOP8

內部結構框圖

管腳排列

管腳功能

輸入輸出等效電路

集成電路系靜電敏感器件，在干燥季節或者干燥環境使用容易產生大量靜電，靜電放電可能會損壞集成電路，建議采取一切適當的集成電路預防處理措施，不正當的操作和焊接，可能會造成 ESD損壞或者性能下降，芯片無法正常工作。

極限參數

（1）以上表中這些等級，芯片在長時間使用條件下，可能造成器件永久性傷害，降低器件的可靠性。我們不建議在其它任何條件下，芯片超過這些極限參數工作；

（2）所有電壓值均相對于系統地測試。

推薦工作條件

電氣特性

開關特性

時序特性

（1）0碼或 1碼周期在 1.25μs（頻率 800KHz）至 2.5μs（頻率 400KHz）范圍內，芯片均可正常工作，但是 0碼和 1碼低電平時間必須符合上表中相應數值范圍；

（2）不需復位時，字節之間的高電平時間不要超過 50μs，否則芯片可能復位，復位后又重新接收數據，無法實現數據正確傳送。

功能說明

本芯片為單線通訊，采用歸一碼的方式發送信號。芯片上電復位后，接收DIN端發來的數據，接收完24bit后，DO端口開始轉發DIN端繼續發來的數據，為下顆級聯芯片提供輸入數據。在轉發數據之前， DO端口一直為高電平。如果DIN端輸入Reset復位信號，芯片OUT端口將根據接收到的24bit數據輸出相應占空比的PWM波形，且芯片重新等待接收新的數據，在接收完開始的24bit數據后，通過DO端口轉發數據，芯片在沒有接收到Reset信號前，OUTR、OUTG、OUTB原輸出保持不變。

芯片采用自動整形轉發技術，信號不會失真衰減。對于所有級聯在一起的芯片，數據傳輸的周期是一致的。

1、一幀完整數據結構

D1、D2、D3、D4、……、Dn數據格式相同，D1表示級聯第1顆芯片的數據包，Dn表示級聯第n顆芯片的數據包，每個數據包包含24bit數據位。Reset表示復位信號，高電平有效。

2、Dn的數據格式

每個數據包包含8×3bit數據位，高位先發。

R[7:0]:用于設置OUTR輸出的PWM占空比。全0碼為關斷，全1碼為占空比最大，256級可調。

G[7:0]:用于設置OUTG輸出的PWM占空比。全0碼為關斷，全1碼為占空比最大，256級可調。

B[7:0]:用于設置OUTB輸出的PWM占空比。全0碼為關斷，全1碼為占空比最大，256級可調。

3、數據接收和轉發

其中S1為控制器發送的數據，S2、S3、S4為級聯FZH03轉發的數據。

芯片級聯時數據接收和轉發過程如下：控制器發送數據包D1，芯片1接收第一組24bit，此時芯片1無轉發；然后控制器發送數據包D2，芯片1接收第二組24bit，由于芯片1已經存有第一組24bit，因此，芯片1通過DO把第二組24bit轉發給芯片2，芯片2接收芯片1轉發來的數據包D2，此時芯片2無轉發；然后控制器發送數據包D3，芯片1又把接收到的第三組24bit轉發給芯片2，由于芯片2已經存有第二組24bit，因此，芯片2又把第三組24bit轉發給芯片3,芯片3接收到第三組24bit；依此類推，級聯的所有芯片將得到各自的顯示數據。此時如果控制器發送一個Reset信號，所有芯片將會復位并把各自接收到的24bit數據解碼后控制OUT端口輸出，完成一個數據刷新周期，芯片又回到接收準備狀態。Reset高電平有效，保持高電平時間大于200μs，芯片復位，但需注意高電平時間不應大于20000μs，否則芯片有可能切換至內控模式。

應用信息

1、典型應用電路

為防止產品在測試時帶電插拔產生的瞬間高壓導致芯片信號輸入輸出引腳損壞，應該在信號輸入及輸出腳串接 100Ω保護電阻。此外，圖中各芯片的 104退耦電容不可缺少，且走線到芯片的 VDD和 GND腳應盡量短，以達到最佳的退耦效果，穩定芯片工作。

2、電源配置

FZH03 可以配置為 DC6～24V電壓供電，但根據輸入電壓不同，應配置不同的電源電阻，電阻計算方法：VDD端口電流按 10mA計算，VDD串接電阻 R=（DC-5.5V）÷10mA（DC為電源電壓）。

配置電阻典型值列表如下：

3、內控花樣

當芯片電源正常，且檢測到DIN沒有信號輸入，或本來信號正常，之后突然丟失300ms左右后，芯片進入內控模式，進行如下循環閃爍：

注：‘0’表示通道關斷，‘1’表示通道開通。

如下圖，上電后芯片1檢測無信號輸入，則進入內控模式，RGB進行內控花樣變化，同時，DO端口會自動發送數據給后級芯片，實現同步顯示功能。

芯片進入內控模式后，發送數據2048點。

4、如何計算數據刷新速率

數據刷新時間是根據一個系統中級聯了多少像素點來計算的，一組RGB通常為一個像素（或一段），一顆FZH03芯片可以控制一組RGB。

按照正常模式計算：

1bit數據周期為1.25μs（頻率800KHz），一個像素數據包括R（8bit）、G（8bit）、B（8bit）共 24bit，傳輸時間為1.25μs×24=30μs。如果一個系統中共有1000個像素點，一次刷新全部顯示的時間為30μs×1000=30ms（忽略Reset信號時間），即一秒鐘刷新率為：1÷30ms≈33Hz。

以下是級聯點數對應最高數據刷新率表格：

5、如何使FZH03工作在最佳恒流狀態

FZH03為恒流驅動，根據恒流曲線可知，當OUT端口電壓達到0.8V就會進入恒流狀態。但并非電壓越高越好，電壓越高，芯片的功耗就越大，發熱也越嚴重，降低整個系統的可靠性。建議OUT端口開通時電壓在1.2～3V之間較為合適，可以通過串接電阻的方式來降低OUT端口過高的電壓。以下是選用電阻阻值的計算方式：

系統驅動電壓：DC

單個LED導通壓降：Vled

串聯LED個數：n

恒流值：Iout

恒流電壓：1.5V

電阻：R

R=（DC-1.5V -Vled×n）÷ Iout

例：系統供電：DC24V，單個LED導通壓降：2V，串聯LED個數：6，恒流值：18mA，根據上述公式計算可得：R=（24V-1.5V-6V×2）÷18 mA≈583Ω，只需在OUT端口串聯583Ω左右的電阻即可。

6、如何使用FZH03擴流

FZH03每個OUT端口恒定輸出18mA電流，如果用戶需要擴大驅動電流，可將RGB三個OUT端口短接后使用，每短接一個OUT端口，最大恒流值將增加18mA，將三個OUT端口全部短接后最大恒流值可達54mA。此方法需軟件同時配合控制，分別寫三組寄存器值，即可實現精確的電流控制和較大的驅動電流。

恒流曲線

將 FZH03應用到 LED產品設計上時，通道間甚至芯片間的電流差異極小，當負載端電壓發生變化時，其輸出電流的穩定性不受影響，恒流曲線如下圖所示：

封裝示意圖（SOP8）

?審核編輯 黃宇