• [ CXLE87196 ]

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         在LED照明与控制领域，高效、稳定、灵活的驱动芯片是保障系统性能的关键。CXLE87196作为一款高性能单线三通道LED恒流驱动芯片，凭借其出色的集成度与控制精度，广泛应用于点光源、护栏管、软灯带、户内外大屏等场景。本文将深入解析CXLE87196的技术特性、应用方案及其在系统设计中的优势，助力工程师更好地选用该芯片，提升项目效能。hTR嘉泰姆

一、芯片概述

         CXLE87196是一款集成MCU单线数字接口、数据锁存器、LED恒流驱动及PWM辉度控制功能的专用电路。采用灯芯一体封装，具备高集成度与可靠性。芯片支持3.5V至5.5V工作电压，每个通道可独立设置输出电流，范围0.73mA至12mA，共32级可调。RGB各通道支持16位灰度，实现65536级真实辉度控制，色彩表现细腻丰富。hTR嘉泰姆

二、核心功能特点

2.1. 高精度恒流输出

•   通道间误差不超过±3%，芯片间误差不超过±5%。hTR嘉泰姆

•   输出电流在宽电压范围内保持稳定，抗电压波动能力强。hTR嘉泰姆

2.2. 双通道输入与级联接口

•   支持DI与FDI双路数据输入，可通过命令切换。hTR嘉泰姆

•   具备DO数据转发输出，支持无限级联，信号不衰减、不失真。hTR嘉泰姆

•   备用通讯端口确保某颗芯片损坏时不影响后续芯片工作，提升系统可靠性。hTR嘉泰姆

2.3. 超低功耗设计

•   待机电流小于1μA，适用于对功耗敏感的应用场景。hTR嘉泰姆

2.4. 内置振荡与时钟同步

•   芯片内置振荡电路，可根据数据信号自动同步时钟，无需外部晶振。hTR嘉泰姆

2.5. 灵活的PWM与控制命令

•   支持48位模式设置命令与16×3位PWM数据格式，每个芯片可独立设置电流与灰度。hTR嘉泰姆

三、电气特性与工作条件

       CXLE87196在-40℃至+85℃温度范围内稳定工作，推荐电源电压为5V。其数据速率高达1.2MHz，OUT端口PWM频率为4kHz，响应快、无频闪。芯片具备良好的ESD防护能力，人体模式静电耐受达2000V，适用于工业与户外环境。hTR嘉泰姆

3.1.     极限参数hTR嘉泰姆
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（1）以上表中这些等级，芯片在长时间使用条件下，可能造成器件永久性伤害，降低器件的可靠性。我们不建议在其hTR嘉泰姆
它任何条件下，芯片超过这些极限参数工作；hTR嘉泰姆
（2）所有电压值均相对于系统地测试。hTR嘉泰姆
3.2.    推荐工作条件hTR嘉泰姆
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3.3.     电气特性hTR嘉泰姆
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3.4.    开关特性hTR嘉泰姆
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3.5.    时序特性hTR嘉泰姆
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（1）0 码或 1 码周期在 830ns（频率 1.2MHz）至 2.5us（频率 400KHz）范围内，芯片均可正常工作，但是 0 码和 1 码高hTR嘉泰姆
电平时间必须符合上表中相应数值范围；hTR嘉泰姆
（2）不需复位时，字节之间的低电平时间不要超过 25us，否则芯片可能复位，复位后又重新接收数据，无法实现数据hTR嘉泰姆
正确传送。hTR嘉泰姆
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3.6.   功能说明hTR嘉泰姆

3.6.1  模式设置hTR嘉泰姆

本芯片为单线双通道通讯，采用归零码的方式发送信号。hTR嘉泰姆
芯片接收显示数据前需要配置正确的工作模式，选择接收显示数据的方式。模式设置命令共 48bit，hTR嘉泰姆
其中前 24bit为命令码，后 24bit为检验反码，芯片复位开始接受数据，模式设置命令共有如下 2 种：hTR嘉泰姆
(1）0XFFFFFF_000000 命令：hTR嘉泰姆
芯片配置为正常工作模式。在此模式下，芯片通过接受的数据进行不同花样。hTR嘉泰姆
(2）0XAAAAAA_555555 命令：hTR嘉泰姆
芯片配置为通道检测模式。在此模式下，hTR嘉泰姆
①若亮红灯，则说明DI通道可靠。hTR嘉泰姆
②若亮绿灯，则说明FDI通道可靠。hTR嘉泰姆
③若亮白灯，则DI和FDI通道都可靠。hTR嘉泰姆

3.6.2、显示数据hTR嘉泰姆

        芯片上电复位并接收模式设置命令后，开始接收恒流值设置命令，然后接收显示数据，接收完 48bithTR嘉泰姆
后，DO端口开始转发DI或FDI端继续发来的数据，为下颗级联芯片提供显示数据。在转发数据之前，DOhTR嘉泰姆
端口一直为低电平。如果DI或FDI端输入Reset复位信号，芯片OUT端口将根据接收到的 48bit显示数据hTR嘉泰姆
输出相应占空比的PWM波形，且芯片重新等待接收新的数据，在接收完开始的 48bit数据后，通过DO端hTR嘉泰姆
口转发数据，芯片在没有接收到Reset信号前，R、G、B原输出保持不变。hTR嘉泰姆
芯片采用自动整形转发技术，信号不会失真衰减。对于所有级联在一起的芯片，数据传输的周期是hTR嘉泰姆
一致的。hTR嘉泰姆

3.6.3、一帧完整数据结构hTR嘉泰姆

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C1、C2 为模式设置命令，各包含 24bit 数据位，每个芯片都会接收并转发 C1、C2，其中 0XFFFFFF_000000hTR嘉泰姆
为正常工作模式命令，0XAAAAAA_555555 为 DI/FDI 通道检测模式命令，C3 为恒流值设置命令，每个芯hTR嘉泰姆
片都会接收并转发 C1、C2、C3。hTR嘉泰姆
D1、D2、D3、D4、……、Dn为各芯片的PWM设置命令。hTR嘉泰姆
Reset表示复位信号，低电平有效。hTR嘉泰姆

3.6.4、C3 的数据格式hTR嘉泰姆

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C3 命令包含 8×3bit数据位，高位先发，R[7:5]、G[7:5]、B[7:5]固定设为 000。hTR嘉泰姆
R[4:0]:用于设置R输出恒流值。R[4:0]=0_0000 时为 0.73mA，1_1111 时为为 12mA，32 级可调。hTR嘉泰姆
G[4:0]:用于设置G输出恒流值。G[4:0]=0_0000 时为 0.73mA，1_1111 时为为 12mA，32 级可调。hTR嘉泰姆
B[4:0]:用于设置B输出恒流值。B[4:0]=0_0000 时为 0.73mA，1_1111 时为为 12mA，32 级可调。hTR嘉泰姆
电流增益设置如下：hTR嘉泰姆
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3.6.5、Dn的数据格式hTR嘉泰姆

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BIT47……………………………………………………………………………………………………………………………BIT0hTR嘉泰姆
每个PWM设置命令包含 16×3bit数据位，高位先发,按照RGB的顺序发。hTR嘉泰姆
R[15:0]:用于设置R输出的PWM占空比。全 0 码为关断，全 1 码为占空比最大，65536 级可调。hTR嘉泰姆
G[15:0]:用于设置G输出的PWM占空比。全 0 码为关断，全 1 码为占空比最大，65536 级可调。hTR嘉泰姆
B[15:0]:用于设置B输出的PWM占空比。全 0 码为关断，全 1 码为占空比最大，65536 级可调。hTR嘉泰姆

3.6.6、数据接收和转发hTR嘉泰姆

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其中S1为控制器Di端口发送的数据，S2、S3、S4、Sn为级联CXLE87196 转发的数据。hTR嘉泰姆
控制器Di端口数据结构：C1C2C3D1D2D3D4……Dn；hTR嘉泰姆
控制器Fi端口数据结构：C1C2C3DxD1D2D3……Dn；hTR嘉泰姆
其中，Dx为任意 48bit数据位，而D1...Dn任意一个是 48bit的显示数据。hTR嘉泰姆

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         芯片级联和数据传输并转发过程如下：控制器发送数据S1，芯片 1 接收C1,C2 和C3 进行校验，如果hTR嘉泰姆
命令正确，则转发C1，C2 和C3，同时吸收D1，如果此时没有Reset复位信号，芯片 1 将一直转发控制器hTR嘉泰姆
继续发来的数据；芯片 2 也接收C1，C2 和C3 进行校验，如果命令正确，则转发C1，C2 和C3，同时吸收hTR嘉泰姆
D2，如果此时没有Reset复位信号，芯片 2 将一直转发芯片 1 继续发来的数据。依此类推，直到控制器hTR嘉泰姆
发送Reset复位信号，完成一个数据刷新周期，芯片又回到接收准备状态。Reset低电平有效，保持低电hTR嘉泰姆
平时间大于 80us，芯片复位。其中Dn-0 表示Dn的高 24 位，Dn-1 表示Dn的低 24 位。hTR嘉泰姆

3.6.7、恒流曲线hTR嘉泰姆
       将 CXLE87196应用到 LED产品设计上时，通道间甚至芯片间的电流差异极小，当负载端电压发生变化hTR嘉泰姆
时，其输出电流的稳定性不受影响，（恒流驱动输出范围为 0.73mA～12mA）恒流曲线如下图所示：hTR嘉泰姆

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四、典型应用电路

4.1.   双线级联架构

     控制器通过DI或FDI发送数据，芯片依次接收并转发，形成级联链路。每颗芯片接收自身数据后，自动将后续数据转发至下一级，实现整体控制。hTR嘉泰姆

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        为防止产品在测试时带电插拔产生的瞬间高压导致芯片信号输入输出引脚损坏，应该在信号输入及hTR嘉泰姆
输出脚串接 100Ω保护电阻。此外，图中各芯片的 104 退耦电容不可缺少，且走线到芯片的 VDD 和 GNDhTR嘉泰姆
脚应尽量短，以达到最佳的退耦效果，稳定芯片工作。hTR嘉泰姆

4.2. 保护设计建议

•   在DI、FDI、DO端口串接100Ω电阻，防止插拔瞬间高压损坏芯片。hTR嘉泰姆

•   每个芯片VDD与GND之间应接0.1μF退耦电容，并尽量靠近芯片引脚，以提升系统稳定性。hTR嘉泰姆

4.3.  输入输出等效电路hTR嘉泰姆

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4.4.   内部结构框图hTR嘉泰姆

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五、数据刷新率计算

        以1.2MHz数据速率为例，每个像素点（48bit）传输时间约40μs。若系统级联400颗芯片，则全系统刷新时间为16ms，刷新率可达62.5Hz，满足大多数动态显示需求。hTR嘉泰姆

       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（或一段），hTR嘉泰姆
一颗CXLE87196芯片可以控制一组RGB。hTR嘉泰姆
按照正常模式计算：hTR嘉泰姆
1bit数据周期为 830ns（频率 1.2MHz），一个像素数据包括R（16bit）、G（16bit）、B（16bit）hTR嘉泰姆
共 48bit，传输时间为 830ns×48≈40us。如果一个系统中共有 400 个像素点，一次刷新全部显示的时hTR嘉泰姆
间为 40us×400=16ms（忽略C1、C2 和Reset信号时间），即一秒钟刷新率为：1÷16ms=62.5Hz。hTR嘉泰姆
以下是级联点数对应最高数据刷新率表格：hTR嘉泰姆
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六、适用领域

•   点光源与护栏管：精准控制每一颗LED，实现多彩动态效果。hTR嘉泰姆

•   软灯带：单线控制简化布线，支持长距离级联。hTR嘉泰姆

•   户内外大屏：高刷新率与高灰度等级，保障画面流畅与色彩真实。hTR嘉泰姆

七、封装与尺寸

7.1.管脚功能hTR嘉泰姆

7.2. 芯片内部脚位图

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1、芯片尺寸：413um * 413umhTR嘉泰姆
2、PAD 顶层铝的厚度为 3.6umhTR嘉泰姆
3、注意芯片的衬底必须悬空或者接GNDhTR嘉泰姆

八、结语

           CXLE87196以其高集成度、高精度、高可靠性和灵活的级联能力，成为LED驱动领域的优选方案。无论是复杂的全彩显示系统，还是简单的装饰照明，该芯片都能提供卓越的性能支持。如需了解更多技术细节或获取样品，欢迎访问JTM-IC官网或联系我们的技术支持团队。hTR嘉泰姆

九、相关芯片选择指南                      更多同类产品.....hTR嘉泰姆

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