WS2801
Application Note 应用手册
应用手册
相关标题
l WS2801特性，应用及功能描述
l WS2801集成电路内部功能模块图
l典型时序图
l描述
l恒定电流驱动模式
l恒定电压驱动模式
l大功率高亮度LED的驱动
l采用外部开关实现高压恒流驱动LED串
l灰度刷新频率
l WS2801的接力连接与应用
l典型应用电路一
l典型应用电路二（使用外部开关实现高压恒流驱动LED串）
l典型应用电路三（使用外部开关实现恒压驱动大功率LED串）
WS2801
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特征
应用范围
• 支持恒流和恒压两种驱动模式 • 可编程LED 恒定驱动电流 • 宽范围恒定电流输出：2~200mA
• 每个输出驱动通道都内建PWM 灰度控制电路，支持free-run ，非常适合低成本控制方案
• 具有PWM 调光free run 能力（采用内部振荡器（1.2MHz ）作为调光时钟时，刷新频率约为2.5KHz ）
厨房收纳盒• 内建时钟数据再生电路来输出输入的数据和时钟信号，非常适合级联的应用。
• 输出极性反转功能
• 最高输入信号时钟频率为25MHz • 电源电压为3.3~5.5V
• LED 装饰照明系统
鼓芯• 室内/外信息，视频显示系统 • PWM 信号生成器
• LCD TV LED RGB 背光控制
描述
WS2801是一个恒定电流LED 驱动器，它主要为室内/外LED 显示屏，和装饰性LED 照明系统而设计，非常适合用于需要接力串接的LED 照明系统，WS2801拥有3个独立的输出驱动通道，每个通道均能实现独立的256级PWM 灰度控制，可在不改变LED 发光彩的条件下实现256级LED 灰度控制，并能输出高达200mA 的恒定LED 驱动电流，WS2801内部包含串联移位寄存器，数据锁存器，输出寄存器，带隙基准电压源，内部振荡器和可编程恒定电流驱动器。
从SDI 数据输入的串行数据在CKI 口时钟信号的上升沿被读入到芯片内部的数据移位寄存器中，输入的时钟信号和LED 灰度控制信号在芯片内部经过时钟数据再生电路整形后在CKO 和SDO 端输出，以使芯片能够接力串接工作。当POL=“0”时，输出极性反转，WS2801工作如同一个PWM 控制器，能够驱动外接的开关或者电路驱动高亮度的LED ，并实现大功率LED 的256级灰度控制。WS2801的2-线传输控制方法由世芯微电子专门为可级联的LED 照明装饰系统所设计，具有速度快，可靠性高，灰度数据同步刷新等特点，能够最大限度的降低系统成本，非常适合用于低成本的LED 装饰照明系统。 引脚图：
Fig1.a SOP-14 package
Fig1.b DIP-14 package
4g视频监控
WS2801
Application Note应用手册 WS2801集成电路内部功能模块图
Fig1, WS2801内部功能模块图
工作功能描述
WS2801内部包含串联移位寄存器，数据锁存器，输出寄存器，带隙基准电压源，内部振荡器和可编程恒定电流驱动器。WS2801在输入时钟的上升沿采样串行数据输入口SDI的数据信号，并将其存储到其内部的移位寄存器当中。当WS2801在连续1ms内没有探测到时钟CKI信号的存在，WS2801将锁存先前采样的灰度数据至数据锁存器当中，并同时刷新内部的状态寄存器，准备下次数据传输。WS2801，内部的可编程恒定电流驱动器能够以恒定电流和恒定电压模式驱动外部的LED串，通过外围电路的扩展，这些驱动器能够在高输入电压下以恒定电压或者电流模式驱动LED串。
时钟数据自动对齐电路能够将内部的数据和时钟自动对齐，内部的推挽输出级具有很强的驱动能力，以满足其级联应用的需要。高输入电压应用
WS2801的工作电源电压范围为3.3~5.5V，当输出电源电压高于5.5V时，齐纳二极管D0可用于钳制电源电压来生成WS2801的电源，如下图。
WS2801
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Fig 2, 当输入电压高于6V 时候，WS2801的电源设置
在WS2801正常工作条件下，芯片消耗约1.5mA 的电流，限流电阻RS 中流过的电流至少应该为2801消耗电流的2倍约为3mA ，以保证WS2801的正常工作。如果输入的电源电压为12V ，那么RS=2K 可以满足该应用。在WS2801的电源上必须接一个到地的电容C0以滤除电源上的噪声，C0=10uF 满足大多数的应用，在画PCB 板时，C0应尽量靠近WS2801的VCC pin 脚。
当信号传输频率高于2MHz 时，最好在C0处并联一个约300nF 的陶瓷电容，以使信号的传输更稳定。
恒定电流驱动模式
在WS2801中采用了一个高性能的运算放大器来控制晶体管M0产生一个恒定电流，以此恒定电流来驱动芯片外接的LED 串。各驱动通道的输出电流均可由外接的电流反馈电阻来独立编程设定，如下图，XFB 为R/G/BFB ，
Fig3, 恒定电流驱动模式的电路装卸过桥
各输出通道的输出电流可以根据以下方程来设定:
秸杆燃气炉WS2801
Application Note应用手册为了保证恒定电流驱动器的正常工作，R/G/BOUT pin的电压在正常工作时应该设置在1~1.5V之间，这样可以保持在整个工作
范围内都能够输出一个高精度的驱动电流。如果R/G/BOUT 的电压过低，会导致内部驱动电路工作不正常，不能够输出驱动所需
要的电流，如果R/G/BOUT的电压过高，会导致有过多的功率消耗在WS2801芯片上，使电路工作的稳定性降低。
恒定电压驱动模式
WS2801是一个使用非常灵活的LED驱动芯片。它不仅能够为用户提供恒定电流驱动模式，也能提供恒定电压驱动模式，在
该模式下兼容ZQL9712，在恒定电压驱动模式下（POL=“HIGH”或者悬空），WS2801的驱动输出电压高大50mA。应用时，只耐热粘合剂
需要将R/G/BFB pin脚直接与GND短接，WS2801便能工作在恒定电压驱动模式下。如下图。
Fig4, 恒定电压驱动模式电路示意图
在恒定电压驱动模式下，LED的驱动电流可以通过调整RL的阻值来设定，RL可以根据下面的方程来推算得到。
LED OUT
LED
DD
L I V
V
V
R=---------------------------------------------------------------- (2)
其中RL是电流设定电阻，VDD是LED串的电源，V LED是LED串工作时的正向导通压降，V OUT是驱动输出的饱和压降，大概在0.1~0.2V，ILED是LED工作的工作电流，通常ILED≤20mA.
大功率高亮度的LED驱动
WS2801可以利用外接的开关，在恒定电压驱动模式下驱动高亮LED，同时实现高亮LED的256级灰度控制。当POL=“LOW”时候，WS2801的输出极性反转，此时WS2801工作如同一个PWM控制器，其产生的PWM控制信号可用于控制外部的大功率LED恒流驱动器或者NPN BJT开关晶体管以驱动LED，如下图。
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