CXLE87191是一款集成了18个独立LED驱动通道的高性能恒流驱动芯片，采用先进的功率CMOS工艺制造。每个通道都具有独立的PWM控制能力，支持256级辉度调节，可实现平滑的亮度过渡和复杂的照明效果。芯片工作电压范围从2.7V到5.5V，兼容各种移动设备和电池供电应用。

CXLE87191 18通道LED驱动芯片：精密照明控制的理想解决方案

           在当今的智能设备与家电产品中，LED照明已成为提升用户体验的关键要素。嘉泰姆半导体推出的CXLE87191 18通道恒流LED驱动芯片，以其精密的电流控制、灵活的调光功能和紧凑的封装设计，为移动设备、智能家电和装饰照明提供了完整的LED驱动解决方案。这款芯片支持256阶线性电流调节，每通道最大输出38mA，通过标准的I2C接口实现精确的亮度控制，满足各种高端照明应用的需求。

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一，产品概述与核心优势

         CXLE87191是一款集成了18个独立LED驱动通道的高性能恒流驱动芯片，采用先进的功率CMOS工艺制造。每个通道都具有独立的PWM控制能力，支持256级辉度调节，可实现平滑的亮度过渡和复杂的照明效果。芯片工作电压范围从2.7V到5.5V，兼容各种移动设备和电池供电应用。

该芯片内置复位寄存器和地址自加功能，支持通过I2C接口进行灵活配置。用户可通过外部电阻精确设定最大输出电流，配合PWM占空比调节，实现从完全关闭到最大亮度的精细控制。芯片提供QFN-24（4mm×4mm）和SOP-24两种封装形式，满足不同应用场景的空间要求。

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二，关键特性与技术参数

2.1  精密驱动与控制

•    通道数量：18个独立恒流输出通道

•    电流调节：256阶线性PWM调节，实现精细亮度控制

•    最大输出：每通道最高38mA恒流输出

•    电流设定：通过外部电阻（R_EXT）精确设定最大电流

•    供电范围：2.7V至5.5V宽电压工作

2.2   智能接口与高效控制

•    控制接口：标准I2C接口，最高400kHz通信速率

•    从机地址：固定地址"1010 1000"，支持多设备级联

•    地址自加：自动地址递增，简化多字节数据传输

•     关断模式：支持软硬件关断，关断电流仅3.1μA

2.3   可靠性与兼容性

•    工作温度：-40℃至+85℃工业级温度范围

•    ESD保护：4kV HBM静电防护等级

•    封装选项：QFN-24和SOP-24两种封装

•    热管理：QFN封装提供散热焊盘，优化热性能

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三，寄存器结构与控制逻辑

CXLE87191通过精心设计的寄存器体系实现灵活的LED控制：

3.1.   核心功能寄存器

•    关断寄存器（00h）：控制软关断模式，实现超低功耗待机

•    PWM寄存器（01h-12h）：18个通道的256级亮度控制

•    LED控制寄存器（13h-15h）：各通道的开关状态控制

•    更新寄存器（16h）：触发配置更新，确保同步输出

•    复位寄存器（17h）：全局复位功能，恢复默认状态

3.2.  电流计算公式

最大输出电流由外部电阻R_EXT精确设定：

其中VEXT​=1.3V，推荐R_EXT最小值为2kΩ。

PWM调光下的平均输出电流计算：

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四，典型应用场景

CXLE87191凭借其优异的性能和灵活的配置能力，在多个领域展现出强大优势：

4.1  移动设备与消费电子

♦   智能手机：呼吸灯、通知指示灯、背光控制

♦   平板电脑：状态指示、装饰照明

♦   可穿戴设备：多彩指示灯、用户反馈

4.2   智能家电与家居

♦   家电面板：操作指示、状态显示

♦   智能家居：环境照明、情景模式

♦   游戏外设：RGB灯效、自定义照明

4.3   专业显示与装饰

♦   仪器仪表：多状态指示、报警显示

♦   广告装饰：点阵显示、色彩变幻

♦   建筑照明：轮廓装饰、色彩控制

4.4、pwm控制

（1）PWM寄存器（01h~12h）可以通过 256 级调制 18 个通道的LED亮度。 例如，如果PWM寄存器中的
数据为“0000 0100”，则PWM是第四级。
（2）将新数据连续写入寄存器可以调制LED的亮度以实现呼吸效果。
（3）OUT1~OUT18 的最大输出电流可通过外部电阻REXT进行调整，如下所述
公式（2）。

x = 58.5, VOUT = 0.8V, VEXT = 1.3V。   
推荐REXT的最小值为 2kΩ

4.5、辉阶校正

     为了获得更好的可视LED呼吸效果，我们建议使用辉阶校正的PWM值来设置LED强度。 不仅可以
使LED强度设置的步骤数减少，还使得强度的变化让人眼看起来更线性。
辉阶校正（也称为辉阶压缩或编码）用于编码线性亮度以匹配显示器的非线性特性。由于CXLE87191
可以用 256 步调制LED的亮度，当计算每个后续LED强度设置时，可以应用辉阶校正功能，使得亮度的
变化与人眼的亮度曲线相匹配。
表 7  匹配 256 个PWM等级的 32 等级的辉阶

        选择更多的辉阶等级可提供更线性的呼吸效果。 这对于长时间的呼吸循环很有用。 推荐配置由呼
吸周期T定义。当T = 1s时，选择 32 级的辉阶等级，当T = 2s时，选择 64 级的辉阶等级。 用户必须决
定最终的辉阶等级，不仅要由LED本身决定，还要根据成品的视觉性能来决定。
表 8   匹配 256 个PWM等级的 64 等级的辉阶

注：32 级的辉阶等级的数据是标准值，64 级的辉阶等级的数据是推荐值。

4.6、关断模式

关断模式可以用作降低功耗或产生闪烁显示（重复进入和退出关闭模式）的手段。 在关断模式下，
所有寄存器都保留其数据。

4.7、软件关断

     通过将配置寄存器（00h）的SSD位设置为“0”，CXLE87191 将在软件关闭模式下工作，其中它们仅
消耗3.1μ A（典型值）电流。 当CXLE87191 处于软件关闭模式时，所有电流源都将关闭。

4.8、硬件关断

当把SDB引脚拉低时芯片进入硬件关断模式。

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五，辉阶校正与视觉效果优化

        为实现更符合人眼感知的亮度变化，CXLE87191支持辉阶校正功能。该功能通过非线性亮度编码，使LED的亮度变化在人眼感知上更加线性自然。

推荐辉阶配置

►   32级辉阶：适用于1秒呼吸周期，提供平滑的亮度过渡

►   64级辉阶：适用于2秒或更长呼吸周期，实现更细腻的效果

辉阶校正不仅提升了视觉效果，还允许根据具体应用需求优化亮度曲线，确保在不同照明环境下都能获得最佳的视觉体验。

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六，系统设计指南

6.1.   典型应用电路

在标准应用中，建议采用以下配置：

♦   电源去耦：VCC引脚附近放置1μF和100nF电容

♦   I2C上拉：SDA和SCL线配置4.7kΩ上拉电阻

♦   电流设定：根据需求选择R_EXT电阻值（2kΩ-10kΩ）

♦   热管理：QFN封装的散热焊盘应可靠接地

6.2.   布局建议

6.2.1.   电源完整性：确保VCC和GND走线足够宽，减少电压降

6.2.2.  信号完整性：I2C信号线尽量短，避免平行高速信号

6.2.3.   热设计：在大电流应用时，提供足够的铜箔面积散热

6.2.4.   EMI防护：芯片应远离高频天线等干扰源

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七，软件实现

通过标准的I2C协议，可以轻松实现各种照明效果：

•  呼吸效果：循环改变PWM值，实现平滑亮度变化

•  追逐效果：在不同通道间顺序切换LED状态

•  色彩混合：通过RGB通道组合，实现全彩效果

•  情景模式：预存多种亮度配置，快速切换
7.1.   I2C总线说明：

（1）CXLE87191 使用符合I2C协议的串行总线，有两根控制线SDA和SCL。CXLE87191 的从机地址是“1010
1000”。它只支持写操作。
（2）SCL线是单向的，SDA线双向（开漏输出）的带上拉电阻的（通常为 4.7kΩ ）。I2C标准规定的最
大时钟频率是400kHZ。这里说的是主机是MCU，从机是CXLE87191。
（3）I2C的时序图如图 3 所示。SDA锁存在SCL的稳定高电平上。当没有接口活动时，SDA线应保持高
电平。
（4）起始信号是在SCL线为高时，通过拉低SDA线来产生。起始信号将提醒连接到I2C总线的所有设备
根据自己的芯片地址检查传入地址。
（5）接下来发送 8 位芯片地址，先发最高位。SCL线为高电平时，每个地址位必须稳定。
（6）在最后一位芯片地址位发送完成后，主机检测来自CXLE87191 的应答。然后主机发送一个SCL脉冲。
如果CXLE87191 已正确收到地址，然后它在SCL脉冲期间保持SDA线为低电平。如果SDA线不是低电平，
则主机应发送“STOP”信号（稍后讨论）并中止转移。
（7）在确认CXLE87191应答后，发送寄存器地址字节，先发最高位。CXLE87191必须产生另一个应答，表明已
收到寄存器地址。
（8）然后接下来发送 8 位数据字节，先发最高位。当SCL电平稳定为高电平时，每个数据位应有效。
发送数据字节后，CXLE87191必须产生另一个应答表示已收到数据。
（9）“STOP”信号结束传输。 发出“停止”信号，当SCL信号为高电平时，SDA信号变为高电平。

7.2.   地址自动增加

        要将多个字节的数据写入CXLE87191，请加载第一个数据字节所针对的数据寄存器的地址。在CXLE87191
确认接收数据字节期间，内部地址指针将递增1。发送到CXLE87191的下一个数据字节将放在新地址中，依
此类推。只要数据一直写入CXLE87191，地址就将一直自动递增（图6）。

7.3.   寄存器定义

16h  PWM更新寄存器
数据发送到PWM寄存器和LED控制寄存器将存储在临时寄存器中。需要对更新寄存器执行 8 位值的写
操作以更新寄存器（01h~15h）。
17h  复位寄存器
用户将 8 位数据写入复位寄存器后，CXLE87191会将所有寄存器复位为默认值。初始上电时，CXLE87191
寄存器将复位为默认值，以显示空白。

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八，电气特性
        8.1.     极限工作条件

（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。

8.2.    电气特性

8.3.  开关特性

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九，性能优势详解

8.1.  精确的电流匹配

CXLE87191在各通道间提供优异的电流一致性，确保LED亮度均匀。即使在输出电压变化时，恒流特性也能保持稳定的光输出。

8.2.  高效的功耗管理

芯片支持多种低功耗模式，在关断状态下仅消耗3.1μA电流，特别适合电池供电设备。软关断功能允许通过软件控制进入低功耗状态，无需改变硬件配置。

8.3.  灵活的系统扩展

通过I2C地址自加功能，可以轻松实现多芯片级联，构建大规模的LED阵列系统。自动整形转发确保信号在长距离传输中保持完整性。

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十，封装信息

CXLE87191提供两种封装选项：

♦   QFN-24：4mm×4mm超紧凑封装，适合空间受限应用

♦   SOP-24：标准封装，便于生产和维修

两种封装均符合RoHS标准，提供良好的散热性能和焊接可靠性。

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十一，结语

      嘉泰姆半导体的CXLE87191 18通道LED恒流驱动芯片，以其精密的电流控制、灵活的调光功能和紧凑的封装设计，为现代电子设备的LED照明提供了完整而高效的解决方案。无论是简单的状态指示还是复杂的装饰照明，CXLE87191都能提供稳定可靠的性能表现。其256级PWM调光、辉阶校正和低功耗特性，使其成为高端照明应用的理想选择。

     如需获取详细技术文档、参考设计或申请样品，欢迎访问嘉泰姆官方网站：jtm-ic.com。我们的技术团队将为您提供专业的技术支持和完善的解决方案。

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十二，相关芯片选择指南                      更多同类产品.....

512协议系列
型号	端口耐压	通道数	通讯协议	单通道电流	灰度级别	封装形式	备注
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CXLE87133BCE	30V	3	DMX512	3-80mA	65536	SSOP10	LED装饰驱动芯片,高辉，512协议系列
单线系列
型号	端口耐压	通道数	通讯协议	单通道电流	灰度级别	封装形式	备注
CXLE87204	7V	无	—	—	—	SOP8	LED装饰驱动芯片,单线系列
CXLE87205	24V	3	归0	18mA	256	SOP8	LED装饰驱动芯片,七彩内控 ，单线系列
CXLE87206	32V	12	归1	<45mA	256	SOP16	LED装饰驱动芯片,恒压七彩内控 ，单线系列
CXLE87207	32V	9	归1	<45mA	256	SOP14	LED装饰驱动芯片,恒压七彩内控 ，单线系列
CXLE87208-12	7V	4	归0	12mA	256	SOP8/内封	LED装饰驱动芯片,单线系列
CXLE87209	10V	3	归0	12mA	256	灯芯合封	LED装饰驱动芯片,单线系列
CXLE87210	32V	4	归0	18mA	256	SOP8	LED装饰驱动芯片,单线系列
CXLE87211B	32V	4	归1	6.5-38mA	256	SOP8	LED装饰驱动芯片,400KHz ，单线系列
CXLE87211A	32V	4	归1	6.5-38mA	256	SOP8	LED装饰驱动芯片,200KHz，单线系列
CXLE87144D	24V	12	归0	17mA	256	SOP16/DIP16	LED装饰驱动芯片,单线系列
CXLE87140H	24V	3	归0	14mA	256	SOP8	LED装饰驱动芯片,单线系列
CXLE87132B	32V	4	归1	6.5-38mA	256	SOP8	LED装饰驱动芯片,单线系列
CXLE87143D	24V	6或9	归0	17mA	256	SOP14/DIP14	LED装饰驱动芯片,单线系列
CXLE87144	24V	12	归1	20mA	256	SOP16/DIP16	LED装饰驱动芯片,七彩内控 ，单线系列
CXLE87143	30V	9	归1	20mA	256	SOP14/DIP14	LED装饰驱动芯片,七彩内控 ，单线系列
CXLE87140	24V	3	归1	18mA	256	SOP8/MSOP8	LED装饰驱动芯片,七彩内控 ，单线系列
CXLE87132	32V	4	归1	6.5-38mA	256	SOP8	LED装饰驱动芯片,七彩内控 ，单线系列
CXLE87147	24V	12	归0	<45mA	256	SOP16/DIP16	LED装饰驱动芯片,恒压，单线系列
CXLE87145	24V	9	归0	<45mA	256	SOP14/DIP14	LED装饰驱动芯片,恒压，单线系列
CXLE87152	24V	3	归0	<45mA	256	SOP8/DIP8	LED装饰驱动芯片,恒压，单线系列
CXLE87151	24V	3	归0	<45mA	256	SOP8/DIP8	LED装饰驱动芯片,恒压，400KHz，恒压，单线系列
恒流二极管
型号	端口耐压	通道数	通讯协议	单通道电流	灰度级别	封装形式	备注
CXLE87182-X	24V	1	—	10-18-30-60mA	外PWM	SOT-23/TO-92/SOD-123	LED装饰驱动芯片,最低2.2V，恒流二极管
CXLE87183-X	24V	1	—	5-65mA,+5mA每档	外PWM	SOT23-3/SOT-89	LED装饰驱动芯片,恒流二极管
CXLE87184	24V	1	—	15-350mA	外PWM	SOT23-6/ESOP8	LED装饰驱动芯片,恒流二极管
CXLE87185-X	40V	1	—	10～45mA	外PWM	SOT23-3	LED装饰驱动芯片,恒流二极管
流星灯圣诞灯
型号	端口耐压	通道数	通讯协议	单通道电流	灰度级别	封装形式	备注
CXLE87186	7V	6	内控	最大80mA	—	SOP8	LED装饰驱动芯片,流星效果，流星灯圣诞灯
CXLE87187	24V	16	内控/外控	32mA	—	SOP20/DIP20	LED装饰驱动芯片,流星灯圣诞灯
CXLE87188	24V	16	内控/外控	16mA	—	SOP20/DIP20	LED装饰驱动芯片,流星灯圣诞灯
CXLE87148	24V	6	内控	45,最大90mA	—	SOP8/DIP8	LED装饰驱动芯片,流星灯圣诞灯
CXLE87149	-	2	内控	—	—	SOP8	LED装饰驱动芯片,流星灯圣诞灯
CXLE87137	24V	12	内控/外控	32mA	—	SOP16/DIP16	LED装饰驱动芯片,流星灯圣诞灯
CXLE87136	24V	12	内控/外控	16mA	—	SOP16/DIP16	LED装饰驱动芯片,流星灯圣诞灯
CXLE87150	24V	12	内控	45,最大90mA	16级	SOP16/DIP16	LED装饰驱动芯片,流星灯圣诞灯
CXLE87153	24V	3	内控/外控	82mA	—	SOP8/DIP8	LED装饰驱动芯片,流星灯圣诞灯
双线系列
型号	端口耐压	通道数	通讯协议	单通道电流	灰度级别	封装形式	备注
CXLE87189	7V	3	归0	2-25mA	65536伽马	灯芯合封	LED装饰驱动芯片,8位，流星灯圣诞灯
CXLE87190	VDDV	18	I2C	3-40mA	128	QSOP24/QFN24	LED装饰驱动芯片,流星灯圣诞灯
CXLE87191	VDDV	18	I2C	38mA	256	QFN24/SOP24	LED装饰驱动芯片,流星灯圣诞灯
CXLE87192	24V	3	归0	14mA	256	SOP8	LED装饰驱动芯片,流星灯圣诞灯
CXLE87193	7V	3	归0	12mA	65536	SOP8	LED装饰驱动芯片,流星灯圣诞灯
CXLE87194	7V	3	归0	12mA	65536	灯芯合封	LED装饰驱动芯片,流星灯圣诞灯
CXLE87195	7V	3	归0	12mA	65536	灯芯合封	LED装饰驱动芯片,流星灯圣诞灯
CXLE87196	7V	3	归0	0.73-12mA	65536	灯芯合封	LED装饰驱动芯片,16位，流星灯圣诞灯
CXLE87197	7V	3	归0	2-17mA	65536	灯芯合封	LED装饰驱动芯片,16位，流星灯圣诞灯
CXLE87198	12V	3	归0	12mA	4096	SOP8、倒装、灯芯一体封装	LED装饰驱动芯片,低功耗模式，流星灯圣诞灯
CXLE87199	7V	3	归0	12mA	4096	倒装、灯芯一体	LED装饰驱动芯片,低功耗模式，流星灯圣诞灯
CXLE87200	7V	3	归0	2.5mA	4096	倒装、灯芯一体	LED装饰驱动芯片,低功耗模式，流星灯圣诞灯
CXLE87201	7V	3	归0	5mA	4096	倒装、灯芯一体	LED装饰驱动芯片,低功耗模式，流星灯圣诞灯
CXLE87202	12V	3	归0	12mA	4096	SOP8、倒装、灯芯一体封装	LED装饰驱动芯片,低功耗模式，流星灯圣诞灯
CXLE87203	12V	3	归0	12mA	4096	SOP8、倒装、灯芯一体封装	LED装饰驱动芯片,低功耗模式，流星灯圣诞灯
CXLE87141A	24V	3	归1	18mA	256	SOP8	LED装饰驱动芯片,流星灯圣诞灯