LED驱动芯片FZH04C，应用开发相关数据技术手册

 特性描述

        FZH04C 是四通道 LED 恒流可调的驱动 IC，可由 MCU 输入一组恒流设置与 PWM 设置的数据到 FZH04C 实 现各式各样的显示。芯片内部集成有 MCU 数字接口、数据锁存器、LED 恒流驱动等电路。 VDD 引脚内部集 成 5V 稳压管，外围器件少。适用于护栏管、点光源等 LED 装饰类产品。本产品性能优良，质量可靠。

功能特点

        Ø 采用功率 CMOS 工艺

        Ø OUT 输出端口耐压 32V 

        Ø VDD 内置 5V 稳压管，串接电阻后电压支持 6～24V

        Ø 恒流电流能够实现 64 级调节（6.5mA—38mA）

        Ø PWM 辉度控制电路，256 级辉度可调

        Ø 精确的电流输出值

                （通道与通道）最大误差：±3% 

                （芯片与芯片）最大误差：±5% 

        Ø 单线串行级联接口

        Ø 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并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

        Ø 内置上电复位电路，上电复位后所有寄存器初始化为零

        Ø 数据传输速率 400KHz 

        Ø 封装形式：SOP8

内部结构框图

管脚排列

管脚功能

输入输出等效电路

        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， 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）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 它任何条件下，芯片超过这些极限参数工作；

（2）所有电压值均相对于系统地测试。

推荐工作条件

电气特性

开关特性

时序特性

（1）0 码或 1 码周期在 2.5μs 范围内，芯片均可正常工作，但是 0 码和 1 码低电平时间必须符合上表中相应数值范围；

（2）不需复位时，字节之间的高电平时间不要超过 126μs，否则芯片可能复位，复位后又重新接收数据，无法实现数据正常传送。

功能说明

        本芯片采用单线通讯方式，采用归一码的方式发送信号。芯片在上电复位以后，接受 DIN 端送来的数据，接收完 32bit 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 32bit 数据设置恒流值，以及输出相对应 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 32bit 数据后，通过 DO 口转发数据，芯片在没有接受到 RESET 信号前，OUTW、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、一帧完整数据结构

C1、C2 为恒流值设置命令，每个芯片都会接收并转发 C1、C2。 D1、D2、D3、D4、……、Dn 

为各芯片的 PWM 设置命令。 Reset 表示复位信号，高电平有效。

2、C1 的数据格式

        C1 命令包含 8×4bit 数据位，高位先发，W7、W6、R7、R6、G7、G6、B7、B6 固定设为 0。 W[5:0]:用于设置 OUTW 输出恒流值。全 0 码为 6.5mA，全 1 码为 38mA，64 级可调。 R[5:0]:用于设置 OUTR输出恒流值。全 0 码为 6.5mA，全 1 码为 38mA，64 级可调。 G[5:0]:用于设置 OUTG 输出恒流值。全 0 码为 6.5mA，全 1 码为 38mA，64 级可调。 B[5:0]:用于设置 OUTB 输出恒流值。全 0 码为 6.5mA，全 1 码为 38mA，64 级可调。

3、C2 的数据格式

C2 命令是 C1 命令的对应 bit 按位取反，否则芯片将不能对数据进行正确解码。

4、Dn 的数据格式

        每组 PWM 设置命令包含 8×4bit 数据位，高位先发。 W[7:0]:用于设置 OUTR 输出的 PWM占空比。全0 码为关断，全 1 码为占空比最大，256 级可调。 R[7:0]:用于设置 OUTR 输出的PWM占空比。全 0 码为关断，全1码为占空比最大，256 级可调。 G[7:0]:用于设置 OUTG 输出的 PWM占空比。全 0码为关断，全 1 码为占空比最大，256 级可调。 B[7:0]:用于设置 OUTB 输出的 PWM 占空比。全 0 码为关断，全 1 码为占空比最大，256 级可调。

5、数据接收和转发

其中 S1 为控制器 Di 端口发送的数据，S2、S3、S4 为级联 FZH04C 转发的数据。

        数据传输与转发流程：芯片 1 在接收 C1 的数据时无转发，当开始接收 C2 时，就会将 C1 的数据转发出去，在芯片 1 接收完 C2 之后，芯片 1 也将 C1 转发完成了；此后控制器再将 D1 发送给芯片 1，芯片 1 则开始将 C2 转出去。而芯片 1 转发 C2 完成时，也刚刚接收完成 D1，此后控制器发送过来的 D2、D3、D4…Dn，芯片 1 都会转发出去。芯片 1 转发数据的周期与控制器发送给芯片 1 数据的周期是相同的。芯片 1 转发的数据与 控制器发送给它的数据，始终是有 32bit 的差值。当控制器发送一个复位信号时，芯片 1 就会校验 C1 与 C2， 如果合法则将恒流值设置到端口，并将 D1 转化为实际的 PWM 控制。在后面级联的芯片 2、芯片 3…芯片 n 中，数据接收与转发的功能与芯片 1 都是一样的，都会将 C1 和 C2 之后的第一组 PWM 控制的 数据(8×4bit) 截留下来，并且将其他的 PWM 控制数据转发出去。

应用信息

1、典型应用电路

        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 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 GND脚应尽量短，以达到最佳的退耦效果，稳定芯片工作。

2、电源配置

        FZH04C 可以配置为 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：VDD 端口电流按 10mA 计算，VDD 串接电阻 R=（DC-5.5V）÷10mA（DC 为电源电压）。

        配置电阻典型值列表如下：

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 WRGB 通常为一 个像素（或一段）， 一颗 FZH04C 芯片可以控制一组 WRGB。 按照正常模式计算：

        1bit数据周期为2.5μs（频率400KHz），一个像素数据包括传输PWM数据的时间：W(8bit）、R(8bit）、 G（8bit）、B（8bit）共32bit，传输时间为2.5μs×32=80μs，外加C1和C2的传输为240μs。如果一个系统中共有1000个像素点，一次刷新全部显示的时间为80μs×1000=80ms（忽略 C1、C2 与 Reset 信号 时间），即一秒钟刷新率为：1÷80ms≈12.5Hz。

        以下是级联点数对应最高数据刷新率表格：

4、如何使 FZH04C 工作在最佳恒流状态

        FZH04C 为恒流可调驱动，根据恒流曲线可知，当 OUT 端口电压达到 0.8V 就会进入恒流状态。但并非电压越高越好，电压越高，芯片的功耗就越大，发热也越严重，降低整个系统的可靠性。建议 OUT 端口开通时电压在 1.2～3V 之间较为合适，可以通过串接电阻的方式来降低 OUT 端口过高的电压。

5、如何使用 FZH04C 扩流

        FZH04C 每个 OUT 端口，如果用户需要扩大驱动电流，可将 WRGB 三个 OUT 端口短接后使用，每短接一个 OUT 端口，最大恒流值将增加 38mA，将三个 OUT 端口全部短接后最大恒流值可达 152mA。此方法需软件同时配合控制，分别写三组寄存器值，即可实现精确的电流控制和较大的驱动电流。

恒流曲线

        将 FZH04C 应用到 LED 产品设计上时，当恒流设置为相同的数值时，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时，其输出电流的稳定性不受影响，恒流曲线如下图所示：

图例：蓝色、黄色、紫色分别为恒流值设置为 38mA、21mA、6mA 时的曲线图。

封装示意图（SOP8）

审核编辑 黄宇