WS2818B(级联PWM驱动芯片)
一、特性
- 12V R/G/B端口输出电压,DIN端口9V耐压。
- 内置稳压管,12V电源下,只需添加一个电阻到芯片VDD,无需外部稳压管。
- 采用内置信号整形电路实现信号波形整形,使信号不发生畸变。
- 内置上电和掉电复位电路。
- 每个像素灰度等级为256级别,刷新频率高达2KHz。
- 串行级联接口,数据接收和解码均有一条数据信号线完成。
- 信号断点连续传输,任何一个像素点失效,均不影响整体显示效果。
- 两个信号点距离小于5米时,无需额外电路。
- 刷新频率为30fps,级联数不小于1024像素。
- 发送速度为800Kbps。
二、描述
WS2818B是一个3通道驱动控制电路,内部包含智能数字端口数据储存器和信号整形放大驱动电路。也包含了内部精密振荡器和12V电压可编程恒流控制部分,实现高度一致的色彩效果。
WS2818B在信号断点连续传输方面具有很强的特点,采用双信号传输,这些信号可以在不相互作用的情况下工作。用户可以选择第一个芯片的DIN/BIN作为控制信号引脚,后续级联芯片会自动识别第一个芯片释放的输出信号,不影响整个显示效果。
WS2818B采用单线归零通信协议,芯片上电复位后DIN引脚接收来自控制器的数据,第一颗芯片采集到最前面的24位数据并储存到内部的数据锁存器,其他数据经内部信号整形放大电路整形后通过DO引脚发送给下一级联芯片。数据经过每个芯片减少24位,由于WS2818B采用了自动整形传输技术,使得像素级联数不受信号传输的限制,而受信号传输速度的限制。当BIN引脚作为信号接收引脚时,其接收的数据比DIN接收的数据多24位,从而保证数个像素点的像素是一样的。
根据接收到的24位数据,内部数据锁存器在OUTR/OUTG/OUTB引脚产生不同占空比的控制信号。当DIN端口输入复位信号时,所有的芯片同步发送该信号到每个段,复位信号完成后将再次接收新的数据。在接收到新的复位信号前,OUTR/OUTG/OUTB引脚控制信号不变。芯片输出PWM到每个OUTR/OUTG/OUTB引脚,低电平复位信号需保持280微秒以上。
三、引脚
图3.1 芯片引脚(SOP-8)
四、时序图
级联方式:
图4.1 级联方式图
图4.2 数据传输方式
从图4.2可知,数据经过D1芯片时,把最前面的24位数据储存在数据储存器中,剩下的数据级联到D2芯片中,以此类推级联到最后一颗芯片。中间的RESET为复位信号,时间大于280微秒,完成本轮数据传输,最后进入下一轮数据传输。
五、典型电路
5.1 5V输出,每个通道1个LED,16.5mA恒流驱动
图5.1 5V输出恒流
该驱动采用恒流输出,其优点是当电源电压减小时,仍能保持LED亮度和色温。为防止电源尖峰现象和电源反向极性,电源需串联一颗小于100Ω的电阻与VDD引脚相连,如图中R1。电容C1(104)作为旁路电容。为了防止反射和热插拔保护,数据输入和输出口需要串联一颗33Ω电阻作为阻抗。
笔者建议:上图U2芯片的7号引脚(BI)的功能是保持与上一芯片同样像素数据,画级联电路时不要被U2_7引脚到DI干扰。
5.2 12V输出,每个通道1个LED,16.5mA恒流驱动
图5.2 12V输出恒流
R1作为IC内部LDO分压电阻,值为2.7K,C1(104)作为旁路电容。为了防止反射和热插拔保护,数据输入和输出口需要串联一颗33Ω电阻作为阻抗。在OUTR引脚,需要添加一个分频电阻RR,RR电阻值计算公式如下:
是红色LED正向导压降。