LED驱动芯片FZH09，应用开发相关数据技术手册

 特性描述

        FZH09（深圳市方中禾科技）是9通道LED（发光二极管）驱动控制专用电路，内部集成有MCU 数字接口、数据锁存 器、LED 高压驱动等电路。通过外围 MCU控制实现该芯片的单独辉度、级联控制实现户外大屏 的彩色点阵发光控制。本产品性能优良、质量可靠。

功能特点

        Ø 采用高压功率CMOS工艺

        Ø 输出端口耐压24V 

        Ø VDD内部集成5V稳压管

        Ø 芯片VDD外接串联电阻，电压支持6～24V输入

        Ø 辉度调节电路,256级辉度可调,低亮度时等效1024级

        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

动将后续数据整形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

        Ø 内置上电复位电路

        Ø PWM控制端能够实现256级调节，扫描频率不低于400Hz 

        Ø 能通过一根信号线完成数据的接收与解码

        Ø 当刷新速率为30帧/s时，级联点数低速模式下不小于540点，高速模式下不小于1080点

        Ø 数据发送速度可为400Kbps或800Kbps两种模式

        Ø 封装形式：SOP14、DIP14

外部应用框图

适用领域：全彩LED显示

内部结构框图

管脚信息

输出及输入等效电路

管脚功能

        在干燥季节或者干燥使用环境内，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。

绝对最大额定值范围

（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。

推荐工作条件范围

（在-40℃~+85℃下,GND=0V）除非另有说明

电气特性

（在 VCC=4.5V~6.5V 和-40℃~+85℃下，典型值 VCC=5V 和 TA=+25℃）除非另有说明

开关特性

（在 VCC=4.5V~6.5V 和-40℃~+85℃下，典型值 VCC=5V 和 TA=+25℃）除非另有说明

功能描叙

        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，接收DIN端打来的 数据，接收够3组24bit后，DO端口开始转发数据，为下一个芯片提供输入数据。在转发之前，DOUT 口一直拉低。此时芯片将不接收新的数据，芯片三组OUTR、OUTG、OUTB输出口根据接收到的数据， 发出相应的不同占空比的信号，该信号周期为1.3ms。如果DIN端输入信号为RESET信号，芯片将接 收到的数据送显示，芯片将在该信号结束后重新接收新的数据，在接收完开始的3组24bit数据后，通 过DOUT口转发数据。

        芯片采用自动整形转发技术，完全可以避免远距离传输较多点数时的信号衰减和失真，使得该 芯片的级联个数不受信号传输的限制，仅仅受限于刷屏速度之要求。

72bit的数据结构

高位先发，按照RGB的顺序发送数据。

低速模式时间

注意：低速模式下发送 1 码或 0 码的周期时间为 2.5us（频率 400KHz）。

高速模式时间

注意：高速模式下发送 1 码或 0 码的周期时间为 1.25us（频率 800KHz）。高低速模式的 Treset 复位 时间是一样的。字节之间的低电平时间不要超过 8us，否则芯片会复位，复位后又重新接收数据，则 无法实现数据传送。

时序图

数据传输和转发

其中D1为控制器发送的数据，D2、D3、D4为级联FZH09转发的数据

        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接收完第一72bit，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再接收第二72bit，由于芯片1已经存有了 第一72bit，因此，芯片1通过DO把第二72bit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又把接收到的第三72bit转发到芯片2，由 于芯片2也已经存有一个72bit，所以，芯片2又把第三72bit转发（D3）,芯片3接收到第三72bit，此 时如果控制器发送一个大于15us的RESET低电平信号，所有芯片就会复位并把各自接收

到的72bit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、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，一个 FZH09 芯片控制三个像素点。例如，当刷新速度为 30 帧/秒时，芯片所能控制的点数计算方法为：

（1）30 帧/秒相当于每帧占用的时间为 t1=1S÷30=0.033333S=33333μS；

（2）高速模式时，数据 Bit 位周期为 1.25μS，低速模式时，数据 Bit 位周期为 2.5μS。而每个像

素点应接收的数据为 24 个 Bit 位，故传输每个像素点所需时间为：高速模式下 t2=24x1.25μS=

30μS， 低速模式下 t3=24x2.5μS=60μS。

（3）所能控制的点数为：高速模式下 N=t1/t2=33333μS÷30μS=1111 点，低速模式下 N=t1/t3=

33333μS÷60μS=555 点。

        根据上述计算所得点数，再去掉芯片及导线传输延时，保守结论为：当刷新速度为30帧/秒时， 高速模式可以级联控制1024个像素点（342片FZH09级联）不会有任何闪烁，低速模式可以级联控制 512个像素点（171片FZH09级联）不会有任何闪烁。

        以下是级联点数对应最高数据刷新率表格：

        如果系统对数据刷新率要求不高，则对级联像素点数量无要求，只要供电正常，理论上可用

FZH09无限级联。

2、应用电路和电源配置

        R1~R9 的阻值可根据 OUT 端口串接的 LED 个数来自行调节，RI 与 RO 建议接 100~200 欧姆电 阻，作信号隔离用，防止下一级芯片损坏后对上一级造成影响。        

        FZH09 可以配置成 6～24V 电压供电，但根据输入电压不同，应配置不同的电源电阻，该阻值列 表如下：

3、使用FZH09扩流

        在实际应用中，经常需要驱动大功率或更多的 LED 灯，为了得到更大的驱动电流，可以按如下 方法进行扩流使用，根据 LED 灯的功率选择适合的 PNP 三极管或 P 沟道 MOS 管（场效应管）。

封装示意图(SOP14) 

封装示意图(DIP14) 

审核编辑 黄宇