CXLE87205采用功率CMOS工艺制造，内部集成MCU固化程序、单线数字接口、数据锁存器和三路LED恒流驱动电路。其VDD引脚内置5V稳压管，支持6~24V宽电压输入，外围电路简洁，极大降低了系统设计与物料成本
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[ CXLE87205 ]
CXLE87205三通道LED恒流驱动IC：技术详解与应用指南
在LED装饰照明领域，恒流驱动IC的性能直接决定了整个照明系统的稳定性与显示效果。CXLE87205作为一款集成内控同步功能的三通道LED固定18mA恒流驱动芯片，广泛应用于护栏管、点光源、LED灯条等场景，具备高集成度、高可靠性、易扩展等优势。本文将深入解析CXLE87205的功能特性、电气参数、典型电路设计及系统应用建议，帮助工程师更好地理解和应用该芯片。
一、芯片概述与核心特性
CXLE87205采用功率CMOS工艺制造，内部集成MCU固化程序、单线数字接口、数据锁存器和三路LED恒流驱动电路。其VDD引脚内置5V稳压管，支持6~24V宽电压输入，外围电路简洁，极大降低了系统设计与物料成本。
该芯片具备以下突出特点：
• 三路18mA恒流输出：每路输出电流精度高，通道间误差不超过±3%，芯片间误差不超过±5%。
• 256级PWM调光：支持精细的亮度调节，满足多种场景的视觉需求。
• 单线串行级联接口：支持自动整形转发，信号传输不随级联距离增加而衰减。
• 内控/外控双模式：外控模式下数据传输速率达800KHz，内控模式下支持2048点数据发送，并可实现七彩花样自动切换。
• 高耐压与低功耗：OUT端口耐压达24V，静态电流典型值为1.65mA，功耗控制优异。
二、引脚功能与内部结构
CXLE87205采用SOP8封装，引脚定义如下：
• OUTR/OUTG/OUTB：三路N管开漏恒流输出
• DIN：串行数据输入
• DO：数据输出，用于级联
• VDD：电源正极（内置5V稳压）
• GND：电源地
• NC：空脚
结构包含OSC振荡器、串行解码模块、内控模块、数据整形转发单元和恒流驱动电路，确保了信号接收、解码与输出的高效同步。其内部
2.1. 内部结构框图
三、电气特性与工作条件
在推荐工作电压4.5V~6.5V范围内，CXLE87205表现出优良的电气性能：
• 恒流输出典型值为18mA，可在-40℃至+85℃环境下稳定工作。
• 输出端口漏电流低于0.5μA，关断状态下几乎不耗电。
• 数据传输速率支持800KHz（外控）与500KHz（内控），PWM输出频率为666Hz。
芯片具备完善的保护机制，包括ESD防护（HBM 3000V）和上电复位功能，确保在恶劣环境中仍能可靠运行。
3.1. 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。
3.2 推荐工作条件
3.3. 电气特性
3.4. 开关特性
3.5 时序特性
（1）0 码或 1 码周期在 1.25μs（频率 800KHz）至 2.5μs（频率 400KHz）范围内，芯片均可正常工作，但是 0 码和 1 码高电平时间必须符合上表中相应数值范围；
（2）不需复位时，字节之间的低电平时间不要超过 50μs，否则芯片可能复位，复位后又重新接收数据，无法实现数据 正确传送。
四、数据传输与级联机制
CXLE87205采用单线归零码通信协议，每个像素点对应24位数据（R/G/B各8位），高位先发。控制器发送数据帧后，各芯片依次接收并转发数据，最终通过Reset信号（低电平>200μs）统一更新输出。
级联时，芯片具备“自动整形转发”功能，确保信号在长距离传输中不失真。系统刷新率与像素点数相关，例如级联1000颗芯片时，刷新率仍可达33Hz，满足大多数动态显示需求。
本芯片为单线通讯，采用归零码的方式发送信号。芯片上电复位后，接收DIN端发来的数据，接收 完 24bit后，DO端口开始转发DIN端继续发来的数据，为下颗级联芯片提供输入数据。在转发数据之前， DO端口一直为低电平。如果DIN端输入Reset复位信号，芯片OUT端口将根据接收到的 24bit数据输出相 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 24bit数据后，通过DO端口转发 数据，芯片在没有接收到Reset信号前，OUTR、OUTG、OUTB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。对于所有级联在一起的芯片，数据传输的周期是 一致的。
4.1. 一帧完整数据结构
D1、D2、D3、D4、……、Dn数据格式相同，D1 表示级联第 1 颗芯片的数据包，Dn表示级联第n颗芯 片的数据包，每个数据包包含 24bit数据位。Reset表示复位信号，低电平有效。
4.2、Dn的数据格式
每个数据包包含 8×3bit数据位，高位先发。
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。
4.3、 数据接收和转发
其中S1为控制器发送的数据，S2、S3、S4 为级联CXLE87205转发的数据。
芯片级联时数据接收和转发过程如下：控制器发送数据包D1，芯片 1 接收第一组 24bit，此时芯片 1 无转发；然后控制器发送数据包D2，芯片 1 接收第二组 24bit，由于芯片 1 已经存有第一组 24bit， 因此，芯片 1 通过DO把第二组 24bit转发给芯片 2，芯片 2 接收芯片 1 转发来的数据包D2，此时芯片 2 无转发；然后控制器发送数据包D3，芯片 1 又把接收到的第三组 24bit转发给芯片 2，由于芯片 2 已经 存有第二组 24bit，因此，芯片 2 又把第三组 24bit转发给芯片 3,芯片 3 接收到第三组 24bit；依此类 推，级联的所有芯片将得到各自的显示数据。此时如果控制器发送一个Reset信号，所有芯片将会复位 并把各自接收到的 24bit数据解码后控制OUT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。Reset低电平有效，保持低电平时间大于 200μs，芯片复位，但需注意低电平时间不应大于 20000 μs，否则芯片有可能切换至内控模式。
五、典型应用电路设计
5.1. 基本接线图
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。
在每个芯片的VDD与GND之间需接0.1μF退耦电容，DIN与DO信号线建议串联100Ω电阻以防护ESD和插拔冲击。电源电压高于5V时，需在VDD前串联限流电阻，例如：
• 6V → 50Ω
• 12V → 650Ω
• 24V → 1.8KΩ
5.2. 恒流配置与扩流方案
为确保OUT端口工作在最佳恒流状态（1.2V~3V），可在输出端串联电阻调整电压。例如在24V系统中驱动6颗串联LED（每颗压降2V），可计算得出需串联约583Ω电阻。
如需更大驱动电流，可将OUTR/OUTG/OUTB三路短接使用，最大恒流值可达54mA。软件需同时控制三组PWM寄存器，实现电流的精确叠加。
CXLE87205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：
5.3. 内控模式与自动切换
当DIN信号丢失超过300ms时，芯片自动切换至内控模式，循环执行7种预置RGB状态（如红、绿、蓝、黄、紫等），并通过DO口同步控制下级芯片，实现无需控制器的全内控灯条效果。
当芯片电源正常，且检测到DIN没有信号输入，或本来信号正常，之后突然丢失 300ms左右后，芯
片进入内控模式，进行如下循环闪烁：
注：‘1’表示通道关断，‘0’表示通道开通。
如下图，上电后芯片 1 检测无信号输入，则进入内控模式，RGB进行内控花样变化，同时，DO端口 会自动发送数据给后级芯片，实现同步显示功能。
芯片进入内控模式后，发送数据 2048 点。
5.4、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（或一段）， 一颗CXLE87205芯片可以控制一组RGB。
按照正常模式计算：
1bit数据周期为 1.25μs（频率 800KHz），一个像素数据包括R（8bit）、G（8bit）、B（8bit）共 24bit，传输时间为 1.25μs×24=30μs。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 30μs×1000=30ms（忽略Reset信号时间），即一秒钟刷新率为：1÷30ms≈33Hz。
以下是级联点数对应最高数据刷新率表格：
5.5、如何使CXLE87205工作在最佳恒流状态
CXLE87205为恒流驱动，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。以下是选用电 阻阻值的计算方式：
系统驱动电压：DC
单个LED导通压降：Vled
串联LED个数：n
恒流值：Iout
恒流电压：1.5V
电阻：R
R=（DC-1.5V -Vled×n）÷ Iout
例：系统供电：DC24V，单个LED导通压降：2V，串联LED个数：6，恒流值：18mA，根据上述公式计 算可得：R=（24V-1.5V-2V×6）÷18 mA≈583Ω，只需在OUT端口串联 583Ω左右的电阻即可。实际应 用中，当灯条较长，离电源接入点远的位置VCC会下降，如果R/G/B端口电压没有到达恒流拐点电压，会 出现输出达不到额定恒流值，此时可以通过提高恒流电压值，如提高到 3V减少受上述影响的灯，或者 工程上增加电源接入点，确保供电电压下降幅度较小。
5.6. 恒流曲线
将 CXLE87205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 时，其输出电流的稳定性不受影响，恒流曲线如下图所示：
六、系统优化与工程建议
• 布线优化：退耦电容尽量靠近芯片VDD-GND引脚，信号线远离高频干扰源。
• 电源管理：长灯条应在多处接入电源，避免末端电压跌落影响恒流精度。
• 热设计：输出端口电压不宜过高，合理选配串联电阻以控制芯片温升。
七、结语
CXLE87205以其高集成度、精准的电流控制、灵活的级联能力和双模式操作，成为LED装饰照明领域的理想驱动解决方案。无论是在护栏管、点光源还是定制化LED显示项目中，该芯片都能提供稳定、高效、易用的控制基础。
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