WS2818B(級聯PWM驅動芯片)


一、特性

  • 12V R/G/B端口輸出電壓,DIN端口9V耐壓。
  • 內置穩壓管,12V電源下,只需添加一個電阻到芯片VDD,無需外部穩壓管。
  • 采用內置信號整形電路實現信號波形整形,使信號不發生畸變。
  • 內置上電和掉電復位電路。
  • 每個像素灰度等級為256級別,刷新頻率高達2KHz。
  • 串行級聯接口,數據接收和解碼均有一條數據信號線完成。
  • 信號斷點連續傳輸,任何一個像素點失效,均不影響整體顯示效果。
  • 兩個信號點距離小於5米時,無需額外電路。
  • 刷新頻率為30fps,級聯數不小於1024像素。
  • 發送速度為800Kbps。

二、描述

  WS2818B是一個3通道驅動控制電路,內部包含智能數字端口數據儲存器和信號整形放大驅動電路。也包含了內部精密振盪器和12V電壓可編程恆流控制部分,實現高度一致的色彩效果。

  WS2818B在信號斷點連續傳輸方面具有很強的特點,采用雙信號傳輸,這些信號可以在不相互作用的情況下工作。用戶可以選擇第一個芯片的DIN/BIN作為控制信號引腳,后續級聯芯片會自動識別第一個芯片釋放的輸出信號,不影響整個顯示效果。

  WS2818B采用單線歸零通信協議,芯片上電復位后DIN引腳接收來自控制器的數據,第一顆芯片采集到最前面的24位數據並儲存到內部的數據鎖存器,其他數據經內部信號整形放大電路整形后通過DO引腳發送給下一級聯芯片。數據經過每個芯片減少24位,由於WS2818B采用了自動整形傳輸技術,使得像素級聯數不受信號傳輸的限制,而受信號傳輸速度的限制。當BIN引腳作為信號接收引腳時,其接收的數據比DIN接收的數據多24位,從而保證數個像素點的像素是一樣的。

  根據接收到的24位數據,內部數據鎖存器在OUTR/OUTG/OUTB引腳產生不同占空比的控制信號。當DIN端口輸入復位信號時,所有的芯片同步發送該信號到每個段,復位信號完成后將再次接收新的數據。在接收到新的復位信號前,OUTR/OUTG/OUTB引腳控制信號不變。芯片輸出PWM到每個OUTR/OUTG/OUTB引腳,低電平復位信號需保持280微秒以上。

三、引腳

圖3.1 芯片引腳(SOP-8)

四、時序圖

  級聯方式:

圖4.1 級聯方式圖

 

 圖4.2 數據傳輸方式

 

  從圖4.2可知,數據經過D1芯片時,把最前面的24位數據儲存在數據儲存器中,剩下的數據級聯到D2芯片中,以此類推級聯到最后一顆芯片。中間的RESET為復位信號,時間大於280微秒,完成本輪數據傳輸,最后進入下一輪數據傳輸。

 五、典型電路

  5.1 5V輸出,每個通道1個LED,16.5mA恆流驅動

圖5.1 5V輸出恆流

 

   該驅動采用恆流輸出,其優點是當電源電壓減小時,仍能保持LED亮度和色溫。為防止電源尖峰現象和電源反向極性,電源需串聯一顆小於100Ω的電阻與VDD引腳相連,如圖中R1。電容C1(104)作為旁路電容。為了防止反射和熱插拔保護,數據輸入和輸出口需要串聯一顆33Ω電阻作為阻抗。

  筆者建議:上圖U2芯片的7號引腳(BI)的功能是保持與上一芯片同樣像素數據,畫級聯電路時不要被U2_7引腳到DI干擾。

  5.2 12V輸出,每個通道1個LED,16.5mA恆流驅動

圖5.2 12V輸出恆流

 

  R1作為IC內部LDO分壓電阻,值為2.7K,C1(104)作為旁路電容。為了防止反射和熱插拔保護,數據輸入和輸出口需要串聯一顆33Ω電阻作為阻抗。在OUTR引腳,需要添加一個分頻電阻RR,RR電阻值計算公式如下:

  

 

 是紅色LED正向導壓降。


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