CXLE87188 16通道LED恒流驱动芯片 - 支持PWM调光的流水灯装饰照明解决方案 | JTM-IC

CXLE87188 16通道LED恒流驱动芯片 - 支持PWM调光的流水灯装饰照明解决方案 | JTM-IC

产品型号:CXLE87188
产品类型:照明驱动
产品系列:恒压方式LED景观照明驱动
产品状态:量产
浏览次数:56 次
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产品简介

CXLE87188是一款采用高压功率CMOS工艺制造的固定花样16通道LED恒流驱动IC。芯片内部集成振荡器和PWM控制电路,能够自动产生复杂的灯光变换效果。其内置的5V稳压管和16mA恒流输出能力,使得外围电路设计极其简洁,大幅降低了系统成本和设计复杂度。

技术参数

输入电压范围 (VIN)≤ 24VV
输出电压 (VOUT)adjV
输出电流 (IOUT)16mAA
工作频率—Hz
转换效率95%%
封装类型SOP20/DIP20
通讯协议内控/外控
功率管n/a
功耗10μA
Thdn/a
灰度级别
Pf value>0.9
Topology恒压方式LED景观照明驱动
Application照明驱动
Topology type流星灯圣诞灯
Ripple<5%
Operating temp-40℃~85℃
ProtectionOVP/OCP/短路保护
CertificationUL/CE
通道数16

产品详细介绍

CXLE87188:专业级16通道LED恒流驱动芯片的全面解析

         在LED装饰照明领域,动态灯光效果的需求日益增长。CXLE87188作为一款专为装饰彩灯设计的16通道恒流驱动芯片,以其卓越的性能和丰富的功能,为户内外LED装饰照明提供了完整的解决方案。无论是流水效果、水滴效果还是其他动态灯光展示,这款芯片都能提供稳定可靠的驱动支持。


一,产品核心概述

        CXLE87188是一款采用高压功率CMOS工艺制造的固定花样16通道LED恒流驱动IC。芯片内部集成振荡器和PWM控制电路,能够自动产生复杂的灯光变换效果。其内置的5V稳压管和16mA恒流输出能力,使得外围电路设计极其简洁,大幅降低了系统成本和设计复杂度。

该芯片支持DIP20和SOP20两种封装形式,适应不同的生产工艺需求。其24V的端口耐压能力和优异的温度特性,确保在各种环境条件下都能稳定工作,是装饰照明应用的理想选择。


二,核心技术特性

2.1  高效的驱动架构

•   16通道恒流输出:每通道提供16mA恒定电流,精度±6%

•   内置5V稳压管:简化电源设计,提高系统可靠性

•   高压兼容:输出端口耐压24V,支持多颗LED串联

•   低热阻设计:Rth(j-a)典型值79.2℃/W,确保良好散热

2.2.  智能控制功能

•   内置振荡器:上电自动输出预设PWM波形

•   PWM辉度调节:实现平滑的亮度渐变效果

•   同步控制:支持多芯片同步和AC同步

•   自动花样:上电后自动输出流水、水滴等效果

2.3.  丰富的接口能力

•   同步输入(FIN):接受外部同步信号或其它芯片的FOUT输出

•   同步输出(FOUT):提供50Hz同步信号,用于芯片级联

•   开漏输出:OUT端口采用N管开漏恒流输出架构


三,详细技术参数

3.1  电气特性

•   工作电压:4.0V-6.0V(典型5.0V)

•   静态电流:1.0mA典型值

•   VDD稳压管电流:1.0mA-15mA

•   输出恒流值:16mA±6%

•   工作温度:-40℃~+85℃

3.2  时序特性

•   PWM频率:800Hz典型值

•   花样周期:1秒典型值

•   单通道开启时间:450ms

•   通道总开启时间:900ms

•   FOUT输出频率:50Hz

 3.3.  保护特性

•   ESD防护:2000V(HBM),200V(MM)

•   过压保护:输出端口耐压24V

•   ** thermal保护**:支持宽温度范围工作

3.4.   极限参数


(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,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。

3.5.   推荐工作条件

3.6    开关特性


四,应用设计指南

4.1  交流供电设计方案



220V/50Hz交流电情况下,通常电容C1的容量C与总电流ILED的关系可近似认为:C=14.5×ILED。其
中,C的单位是μF,ILED的单位是A。当不同OUT端口间LED灯珠总压降不同时,例如虽然每个OUT端口都
串3个LED灯珠,但是部分端口串红色LED,部分端口串绿色LED,部分端口串蓝色LED,则串红色LED的通
道的灯珠总压降较低,此通道应串接适当的电阻,否则可能因阻容电路驱动不足而导致花样显示异常。
设OUT0-OUT15各通道灯珠总压降分别为V0-V15,Vmax为其中的最大值,则OUTn通道应串接电阻的阻值计
算公式为:
Rn=(Vmax- Vn)/Iled,
其中Iled=16mA。

对于AC220V输入应用,CXLE87188支持阻容降压供电方案:

4.1.1  关键元件选择

•   限流电容C1:0.5μF-1μF,根据总LED电流确定

•   放电电阻R1:100KΩ-510KΩ

•   稳压电容C2:100μF-220μF

•   VDD稳压电阻R3:根据供电电压计算确定

4.1.2  电流计算公式
在220V/50Hz条件下,C1容量与总电流关系:C = 14.5 × I_LED
其中C单位μF,I_LED单位A

4.2.   直流供电设计方案


注意:1、应根据具体LED灯性能参数和使用的灯珠数量来配置元件参数;
2、灯珠排列顺序必须是 OUT0—OUT15,建议每个 OUT 端口串接 1 路灯珠。
芯片正常工作时流过 VDD 内部稳压管的电流范围为 1.0mA~15mA,计算 R3 稳压电阻的阻值公式为:
R3=(VLED-VDD)/Idd。假设选择流经 VDD 的电流 Idd 为 10mA,稳压值 VDD 为 5.5V,则电源供电电压不同
情况下的 R3 电阻值如下表:

FIN通过采样电阻R4,直接采样220V交流市电用于芯片的同步信号输入。FIN内部设有电压钳位电路,
可以将FIN脚电压钳位在6V左右,FIN输入电流建议控制在2mA到5mA之间,建议采样电阻阻值在100K到50K
之间,选择的R4阻值越小,消耗的功率越大。
由于芯片OUT口恒流输出,需要在端口加一定的电压才能进入恒流区域。所以为了保证芯片OUT口工
作在恒流状态下,同时考虑到芯片功耗,OUT口加的电压应该保持在2V左右,且不能高于6V。当高于6V
时,应在灯珠上串接电阻,阻值计算公式为:
R=(VLED-nVled-2)/Iled,
其中Iled=16mA,nVled为端口的LED灯珠数量n和单个LED灯压降Vled的乘积。
 

对于DC5V-24V输入应用:

电阻计算公式

•   VDD限流电阻:R3 = (V_LED - V_DD) / I_DD

•   LED串联电阻:R = (V_max - V_n) / I_LED

4.3.  典型配置示例

电源电压 R3阻值推荐
5V 0Ω(直连)
6V 500Ω
9V 350Ω
12V 650Ω
24V 1.8KΩ

4.4.  多芯片同步方案

CXLE87188支持多芯片同步工作,确保大型灯光装置的效果一致性:

4.4.1  连接方式

•   使用FOUT输出连接至下级芯片的FIN输入

•   推荐星形连接而非级联,减少信号延迟

•   同步信号线应尽量短,减少噪声干扰

4.4.2  同步优势

•   保证所有芯片花样变化完全同步

•   适用于大型装饰灯光工程

•   简化系统控制和调试

4.4.3.   芯片自同步
        FIN悬空状态下,花样变化由芯片内部自行控制。由于工艺上的偏差,芯片输出PWM变化的频率会有
所差异,多个芯片的输出可能会不同步。此时可以用芯片的FOUT输出信号作为其他芯片的同步信号输入,
实现芯片花样变化的自同步。在此情况下,不推荐使用级联方式同步,可以使用下图连接方式实现自同
步:

说明:在上图的连接方式中,由于随着连接芯片的数量和芯片之间距离的增加会导致芯片1的FOUT脚至
各IC的FIN脚的导线长度也会相应的增加,这就必然会导致叠加在同步频率的噪声增大,因此建议根据
实际的需要与不同的干扰环境下选择连接导线的长度,在满足要求的情况下,导线的长度越短越好。
注意:使用阻容降压电路时,需要注意以下事项:
1、电路未和220V交流高压隔离,请注意安全,严防触电;
2、限流电容C1应该接在火线上,且耐压要足够大(400V以上),并加上放电电阻R1;
3、注意稳压二极管功耗,禁止在稳压管开路的情况下使用;
4、严禁开路上电。


五,典型应用场景

5.1. 建筑装饰照明

CXLE87188在建筑外立面装饰照明中表现出色:

•   高楼轮廓灯:实现动态流水效果

•   景观照明:营造丰富的光影变化

•   节日装饰:支持多种节日主题灯光效果

5.2.   商业空间照明

在商业场所的应用优势:

店铺招牌:吸引眼球的动态灯光效果

商场装饰:提升空间氛围的灯光设计

展览展示:突出展品特色的灯光布置

5.3.  家居装饰照明

为家居环境增添光彩:

•   背景墙照明:创造舒适的视觉体验

•   庭院景观:打造迷人的户外灯光效果

•   节日装饰:营造节日气氛的灯光布置

5.4.  公共设施照明

在公共领域的应用:

•   公园景观:提升公共空间的视觉效果

•   桥梁装饰:打造城市地标性灯光

•   广场照明:丰富市民文化生活


六,设计要点与最佳实践

6.1.  PCB布局建议

•   电源去耦:VDD引脚就近放置104电容

•   热管理:充分利用铜箔散热,确保芯片温度在安全范围内

•   信号完整性:同步信号线远离功率线路

•   接地设计:确保良好的接地平面

6.2.  元件选择指导

•   电感选择:根据工作频率和电流需求选择合适的电感

•   电容选择:使用高质量陶瓷电容确保稳定性

•   电阻精度:选择1%精度的电阻保证恒流精度

6.2.  系统优化技巧

•   电压优化:确保OUT端口电压在2V-6V范围内

•   电流平衡:通过串联电阻平衡不同颜色LED的压降差异

•   热设计:合理安排LED布局,避免局部过热


七,性能优势总结

CXLE87188在LED驱动领域具有显著优势:

7.1.  技术先进性

•   单芯片集成16通道恒流驱动

•   内置PWM调光和花样生成

•   支持多芯片同步控制

7.2.  可靠性保证

•   工业级温度范围

•   完善的ESD保护

•   稳定的恒流输出

7.3.  应用灵活性

•   支持交流和直流供电

•   适应各种LED配置

•   简化的外围电路

7.4.  成本效益

•   减少外部元件数量

•   降低系统总成本

•   提高生产效率


八,实际应用案例

8.1.  案例一:蓝色LED流水灯

每个驱动通道串接3个蓝色LED灯珠,稳压管V1选用12V稳压值,则每个通道灯珠总压降为9V
左右,驱动端口电压为12V-9V=3V,无需串接电阻,电路原理图如下:
 

每个通道串联3个蓝色LED,使用12V稳压管:

•   LED总压降:约9V(3×3V)

•   端口电压:12V-9V=3V

•   无需串联电阻,直接驱动

8.2.  案例二:多彩LED混合应用

各通道连接不同颜色LED:

•   R/G/B/W LED混合配置

•   通过计算串联电阻平衡压降差异

•   确保各通道亮度一致

8.3.  案例三:大型同步灯光装置

多芯片同步控制:

•   星形连接确保同步精度

•   统一的灯光效果展示

•   简化的系统控制

8.4. 每个驱动通道接1个蓝色LED灯珠,稳压管V1选用12V稳压值,则每个通道灯珠压降为3V左右,
驱动端口电压为12V-3V=9V,需串接电阻,阻值R=(12V-3V-2V)/16mA≈430Ω,电路原理图如下:

8.5.  AC220V阻容供电时,每个驱动通道串接3个LED灯珠,OUT0-OUT15端口串接的灯珠颜色分别为R、
G、B、W、R、G、B、W、R、G、B、W、R、G、B、W,稳压管V1选用12V稳压值,单个R颜色灯珠压降为2V
左右,单个G、B或W颜色灯珠压降为3V左右,则串接R颜色灯珠的通道需串接电阻,阻值R=(3V×3-2V×
3)/16mA≈180Ω,电路原理图如下:

8.6.   开关电源输出DC12V供电时,每个驱动通道串接3个LED灯珠,OUT0-OUT15端口串接的灯珠颜色
分别为R、G、B、W、R、G、B、W、R、G、B、W、R、G、B、W,由于电源驱动能力充足,所以串接R颜色
灯珠的通道无需串接电阻,电路原理图如下:

8.7.   输入输出等效电路


九,封装特性

9.1.  管脚排列

9.1.   管脚功能
 

 


,结语

          CXLE87188以其16通道恒流驱动、智能PWM调光和灵活的同步控制功能,为LED装饰照明应用提供了完整的解决方案。无论是简单的流水灯效果还是复杂的大型灯光装置,这款芯片都能提供稳定可靠的性能表现。

      随着LED照明技术的不断发展,CXLE87188将继续以其优异的性能和可靠性,在装饰照明领域发挥重要作用,为各类灯光设计提供强有力的技术支持。

      如需获取CXLE87188的详细技术资料、申请样品或获得设计支持,请访问JTM-IC官方网站 jtm-ic.com,我们的专业技术团队将为您提供全面的技术服务。


文章作者:JTM-IC技术团队
版权声明:本文原创首发于jtm-ic.com,转载请注明出处。

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