CXLE87199單線三通道LED恒流驅動芯片深度解析

在LED裝飾照明系統中，驅動芯片的穩定性、輸出能力與系統擴展性直接影響整體效果與可靠性。CXLE87199作為一款專為LED裝飾類產品設計的高性能單線三通道恒流驅動芯片，具備12mA固定輸出電流、雙通道數字接口、4096級PWM調光等特性，廣泛應用于護欄管、點光源、廣告屏、建筑亮化等場景。本文將從技術特性、電氣參數、應用設計等多方面對該芯片進行全面介紹，幫助快速掌握其應用要點。

一、產品簡介

CXLE87199是一款基于功率CMOS工藝打造的單線三通道LED恒流驅動芯片。其最大亮點在于支持DIN與FDIN雙路數字輸入接口，并可自動切換輸入源，配合DO端口實現信號級聯傳輸。即使在多芯片級聯系統中出現某一芯片故障，也不會影響后續芯片的正常工作，顯著提升了系統的魯棒性與可維護性。

芯片內部集成MCU單線雙通道數字接口、數據鎖存器、三路LED恒流驅動電路及PWM輝度控制模塊，適用于5V供電方案，輸出端口耐壓達12V，具備高精度電流輸出與待機功耗，是RGB LED照明應用的理想驅動解決方案。

二、核心功能特點

• 高精度恒流輸出：每路輸出固定為12mA，適用于中功率LED燈珠；

• PWM輝度控制：支持4096級灰度調節，可實現平滑的色彩過渡與亮度變化；

• 雙通道輸入與級聯輸出：支持DIN/FDIN輸入切換，DO口自動轉發數據，信號不衰減；

• 功耗待機：待機電流低至150μA，無信號超1秒自動進入低功耗模式；

• 內置上電復位：確保芯片啟動時寄存器初始化，系統工作穩定可靠；

• 寬電壓工作范圍：支持4.5V~6.5V電源輸入，典型應用為5V系統；

• 高抗靜電能力：HBM模式ESD耐壓達4000V，適應復雜工業環境。

三、電氣特性與工作條件

CXLE87199在推薦工作電壓范圍內表現優異，其DIN/FDIN輸入高電平門檻為3.5V，低電平門檻為1.0V，具備良好的噪聲容限。OUT端口輸出恒流為12mA，漏電流低于0.5μA，確保LED在關閉狀態下無微光現象。

芯片支持800KHz數據傳輸速率，PWM輸出頻率為3.6KHz，傳輸延遲時間僅為170ns，響應迅速，適合動態顯示與高速刷新場景。

3.1. 極限參數

（1）以上表中這些等級，芯片在長時間使用條件下，可能造成器件性傷害，降低器件的可靠性。我們不建議在其它任何條件下，芯片超過這些極限參數工作；（2）所有電壓值均相對于系統地測試。

3.2. 推薦工作條件

3.3. 電氣特性

3.4. 開關特性

四、時序控制與數據協議

芯片采用單線串行通信協議，每位數據周期為1.25μs（800KHz），每顆芯片需接收24位RGB數據（R、G、B各8位），支持256級PWM調光。復位信號（Reset）為低電平有效，持續時間需大于200μs，用于鎖定數據并更新輸出。

數據幀結構為連續發送各芯片的24位數據包，最后跟隨一個復位信號。芯片在接收完自身數據后自動轉發后續數據，實現級聯控制。若超過1秒未接收到有效數據，芯片自動進入低功耗待機模式，節能效果顯著。

4.1. 時序特性

（1）0 碼或 1 碼周期在 1.25μs（頻率 800KHz）至 2.5μs（頻率 400KHz）范圍內，芯片均可正常工作，但是 0 碼和 1 碼高電平時間必須符合上表中相應數值范圍；（2）不需復位時，字節之間的低電平時間不要超過 50μs，否則芯片可能復位，復位后又重新接收數據，無法實現數據正確傳送。

4.2. 功能說明      芯片上電復位后，開始接收顯示數據，接收完 24bit后，DO端口開始轉發DIN或FDIN端繼續發來的數據，為下顆級聯芯片提供顯示數據。在轉發數據之前，DO端口一直為低電平。如果DIN或FDIN端輸入Reset復位信號，芯片OUT端口將根據接收到的 24bit顯示數據輸出相應占空比的PWM波形，且芯片重新等待接收新的數據，在接收完開始的 24bit數據后，通過DO端口轉發數據，芯片在沒有接收到Reset信號前，OUTR、OUTG、OUTB原輸出保持不變。芯片具備低功耗待機模式，如果接收的 24bit顯示數據全為 0，則芯片進入低功耗待機模式；如果接收的 24bit顯示數據不全為 0，則芯片進入普通模式。

       當芯片超過 1s沒有接收到DIN/FDIN的顯示數據，則芯片自動進入低功耗模式。處于低功耗模式中，芯片接收到正常的非全 0 數據幀則會進入普通模式進行顯示輸出。          芯片采用自動整形轉發技術，信號不會失真衰減。對于所有級聯在一起的芯片，數據傳輸的周期是一致的。

4.2.1 一幀完整數據結構

D1、D2、D3、D4、……、Dn數據格式相同，D1 表示級聯第 1 顆芯片的顯示數據包，Dn表示級聯第n顆芯片的顯示數據包，每個顯示數據包包含 24bit數據位。Reset表示復位信號，低電平有效。4.2.2

Dn 的數據格式

其中S1為控制器Di端口發送的數據，S2、S3、S4 為級聯CXLE87199轉發的數據。控制器Di和Fi2 端口數據結構：D1D2D3D4……Dn；控制器Fi端口數據結構：DxD1D2D3D4……Dn；其中Dx為任意 24bit數據位。

芯片級聯時數據接收和轉發過程如下：控制器發送數據包D1，芯片 1 接收組 24bit，此時芯片 1 無轉發；然后控制器發送數據包D2，芯片 1 接收第二組 24bit，由于芯片 1 已經存有組24bit，因此，芯片 1 通過DO把第二組 24bit轉發給芯片 2，芯片 2 接收芯片 1 轉發來的數據包D2，此時芯片 2 無轉發；然后控制器發送數據包D3，芯片 1 又把接收到的第三組 24bit轉發給芯片 2，由于芯片 2 已經存有第二組 24bit，因此，芯片 2 又把第三組 24bit轉發給芯片 3,芯片 3 接收到第三組24bit；依此類推，級聯的所有芯片將得到各自的顯示數據。此時如果控制器發送一個Reset信號，所有芯片將會復位并把各自接收到的 24bit數據解碼后控制OUT端口輸出，完成一個數據刷新周期，芯片又回到接收準備狀態。Reset低電平有效，保持低電平時間大于 200μs，芯片復位。

五、典型應用電路設計建議

CXLE87199典型應用電路簡潔，外圍元件少，適合緊湊型PCB設計。在5V系統中，建議在DIN、DO等信號線上串聯1KΩ電阻以提高抗干擾能力。OUT端口可直接驅動LED燈珠，最大耐壓12V，適用于多種RGB LED組合。

在計算系統刷新率時，若系統中有1000顆像素點（即1000片CXLE87199），每像素點數據傳輸時間為30μs，整體刷新時間為30ms，刷新率約為33Hz，滿足多數裝飾照明需求。

5.1. 典型應用電路a)、5V 應用電路

5.2. 如何計算數據刷新速率

數據刷新時間是根據一個系統中級聯了多少像素點來計算的，一組RGB通常為一個像素（或一段），一顆CXLE87199芯片可以控制一組RGB。按照正常模式計算：1bit數據周期為 1.25μs（頻率 800KHz），一個像素數據包括R（8bit）、G（8bit）、B（8bit）共 24bit，傳輸時間為 1.25μs×24=30μs。如果一個系統有 1000 個像素點，一次刷新全部顯示的時間為 30μs×1000=30ms（忽略Reset信號時間），即一秒鐘刷新率為：1÷30ms≈33Hz。以下是級聯點數對應最高數據刷新率表格：

5.3. 恒流曲線

5.4. 輸入輸出等效電路

5.5. 內部結構框圖

六、封裝與結構尺寸

CXLE87199采用倒裝封裝形式，芯片尺寸為470μm × 440μm，PAD尺寸為65×65μm，適合燈芯一體化集成設計。芯片襯底需懸空或接地，確保散熱與電氣安全。

6.1. 芯片內部腳位圖

1、芯片尺寸：470um * 440um2、PAD頂層鋁厚度為 3.6um3、注意芯片的襯底必須懸空或者接GNDPAD坐標

6.2. 倒裝示意圖

七、適用場景

• RGB點光源、像素屏

• LED護欄管、輪廓燈帶

• 建筑立面亮化、幕墻照明

• 廣告標識、裝飾照明系統

• 舞臺燈光、娛樂照明

八、結語

CXLE87199憑借其12mA高電流輸出、雙通道輸入容錯、自動級聯轉發與功耗待機等特性，在LED裝飾照明領域表現出色。無論是在高密度像素控制系統還是長距離級聯應用中，都能提供穩定、、高效的驅動支持。

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