CXLE87133BCE

CXLE87133BCE是一款基于差分并联架构的3通道LED恒流驱动芯片,支持最高4096通道寻址,内置E2PROM存储单元,无需外挂存储器即可实现地址编码与配置保存。芯片采用增强型伽马校正技术,将8位输入灰度转换为16位输出,显著提升视觉平滑度与色彩层次感。

CXLE87133BCE DMX512差分并联LED驱动IC数据手册|16位灰度伽马校正|JTM-IC官方解决方案

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CXLE87133BCE DMX512差分并联LED驱动芯片:专业级灯光控制新标准IRN嘉泰姆

          在专业LED照明与控制系统中,DMX512协议因其稳定可靠、扩展性强而成为行业主流。CXLE87133BCE作为一款高性能、高集成度的DMX512差分并联协议LED驱动芯片,不仅完全兼容DMX512(1990)标准,还具备16位灰度输出、2.2伽马校正、自适应解码等增强功能,广泛适用于舞台灯光、建筑外立面照明、景观亮化等高端场景。本文将深入解析该芯片的技术特性、电气参数、系统设计要点及实际应用建议。IRN嘉泰姆


一、芯片概述与技术定位

      CXLE87133BCE是一款基于差分并联架构的3通道LED恒流驱动芯片,支持最高4096通道寻址,内置E2PROM存储单元,无需外挂存储器即可实现地址编码与配置保存。芯片采用增强型伽马校正技术,将8位输入灰度转换为16位输出,显著提升视觉平滑度与色彩层次感。IRN嘉泰姆

其具备200Kbps–1000Kbps自适应解码能力,可识别并处理宽范围的DMX512信号速率,极大提高了系统兼容性与稳定性。此外,芯片支持在线写码与断点判别功能,极大简化了现场安装与后期维护流程。IRN嘉泰姆


二、核心功能特点

•    完整DMX512协议兼容:支持标准与扩展DMX512信号,差分输入抗干扰强。IRN嘉泰姆

•    16位灰度 + 伽马校正2.2:输出65536级灰度,更符合人眼视觉响应曲线。IRN嘉泰姆

•    3通道高精度恒流输出:每通道电流3–80mA可调,通道/芯片间误差≤±3%。IRN嘉泰姆

•    内置E2PROM与在线写码:支持AB线写码,地址双备份,部分损坏不影响读取。IRN嘉泰姆

•    高刷新率与高带载能力:画面刷新率可达2kHz,支持最多4096通道。IRN嘉泰姆

•    宽压自适应与高耐压:OUT端口耐压30V,支持多灯串联设计。IRN嘉泰姆

•    工业级可靠性:工作温度-40℃~+85℃,ESD抗静电达4000V。IRN嘉泰姆


三、引脚定义与内部结构

CXLE87133BCE采用SSOP10封装,引脚定义清晰明确:IRN嘉泰姆

 
引脚 名称 功能说明
1 GND 电源地
2–4 OUTR/G/B PWM恒流输出
5 REXT 外接电阻设置电流
6 ADRO 地址写码输出
7 ADRI 地址写码输入(内置上拉)
8 AI 差分信号正端
9 BI 差分信号负端
10 VDD 电源正极(3.8V–6V)

芯片内部集成OSC振荡器、DMX512解码模块、E2PROM控制器、伽马校正单元及三路恒流驱动电路,具备完整的信号接收、处理与输出能力。IRN嘉泰姆


四、关键电气参数与工作条件

4.1   极限工作条件:

•    电源电压 VDD:-0.5V ~ +6.5VIRN嘉泰姆

•    输出端口耐压 Vout:30VIRN嘉泰姆

•    工作温度:-40℃ ~ +85℃IRN嘉泰姆

•    ESD抗静电:4000V(HBM)IRN嘉泰姆
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(1)芯片长时间工作在上述极限参数条件下,可能造成器件可靠性降低或永久性损坏,不建 议实际IRN嘉泰姆
使用时任何一项参数达到或超过这些极限值。IRN嘉泰姆
(2)所有电压值均相对于系统地测试。
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4.2   推荐工作条件:

•    电源电压:3.8V ~ 6V(典型5V)IRN嘉泰姆

•    输出电流范围:3mA ~ 80mA/通道IRN嘉泰姆

•    数据传输率:200Kbps ~ 1000Kbps自适应IRN嘉泰姆

芯片在5V供电下动态电流典型值为4mA,具备优良的功耗控制与热管理能力。IRN嘉泰姆

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4.3   电气特性IRN嘉泰姆

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4.4   开关特性IRN嘉泰姆

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五、系统设计与配置指南

5.1. 恒流值设置

输出电流由REXT引脚对地电阻决定,公式如下:IRN嘉泰姆

Iout​=​48​/(400+Rext)

举例说明:IRN嘉泰姆

•    输出20mA → Rext ≈ 2000ΩIRN嘉泰姆

•    输出60mA → Rext ≈ 400ΩIRN嘉泰姆

     OUTR,OUTG,OUTB是恒流输出,电流最大可达 80mA,不建议将电流设置为更大值应用。恒流电流IRN嘉泰姆
值由REXT对地接的电阻来决定电流公式:IRN嘉泰姆
Iout=48/(400+Rext) (1)IRN嘉泰姆
Rext=(48/Iout)-400 (2)IRN嘉泰姆
Rext是跨接在REXT脚和地之间的电阻,单位:Ω,Iout是OUTR,OUTG,OUTB端口输出的电流。
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5.2. 写码与地址识别

芯片支持AB线在线写码,写码完成后:IRN嘉泰姆

•    首地址芯片亮红灯IRN嘉泰姆

•    其余地址芯片亮白灯IRN嘉泰姆
便于现场快速识别与断点定位。
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5.3. 电源与保护电路设计

在不同系统电压下,建议配置如下(典型值):IRN嘉泰姆

VCC
Rz (Ω)
Rf / Ro (Ω)
RA / RB (Ω)
24V
2K–2.4K
300–400
3K–5K
12V
750–820
300–400
3K–5K
5V
82
3K–5K

注意事项:IRN嘉泰姆

•    AI/BI总线建议使用屏蔽双绞线,末端接120Ω匹配电阻。IRN嘉泰姆

•    控制器与各芯片之间必须共地,防止共模电压损坏器件。IRN嘉泰姆

•    VDD与GND间必须接≥0.1μF退耦电容,大电流输出时建议使用105(1μF)以上电容。IRN嘉泰姆

5.4   恒流曲线:IRN嘉泰姆

CXLE87133BCE恒流特性优异,通道间甚至芯片间的电流差异极小。IRN嘉泰姆
(1)通道间的电流误差±3℅,而芯片间的电流误差±3℅。IRN嘉泰姆
(2)当负载端电压发生变化时,CXLE87133BCE输出电流不受影响,如下图所示。IRN嘉泰姆
(3)如下图CXLE87133BCE输出端口的电流I与加在端口上的电压Vds曲线关系可知,电流I越小,在恒流状IRN嘉泰姆
态下需要的Vds也越小。
IRN嘉泰姆

IRN嘉泰姆


六、伽马校正与灰度增强

6.1增强型伽马校正 2.2 说明:
6.1.1.CXLE87133BCE内部自带伽马校正,系数为 2.2,将 256 级灰度校正为 65536 级灰度。IRN嘉泰姆
6.1.2.CXLE87133BCE采用了增强型设计方式,RGB输出开通时间为:基础开通时间+校正后的灰度时间。即在每一级灰度时间基础上加入了一个基础开通时间,其目的为补偿实际开通延时及高功率应用时不同高功率恒流驱动IC开通时间的较大差异,以确保大多数情况下和不同高功率恒流IC配合时均可使第一级灰度被人眼明显感受到。IRN嘉泰姆
6.1.3.正极性:基础开通时间 85ns左右。

       CXLE87133BCE内置2.2系数伽马校正模块,将256级输入灰度映射为65536级输出,并加入约85ns的基础开通时间,以补偿高功率驱动IC的响应延迟,确保即使在低灰度下仍具备优良的视觉表现。IRN嘉泰姆

6.2.通信数据协议:IRN嘉泰姆

CXLE87133BCE数据接收兼容标准DMX512(1990)协议及拓展DMX512 协议,传输速率 200Kbps~1000Kbps自适应解码。协议波形如下所示:芯片是AI、BI差分输入的,图中画出的是AI的时序波形,BI与AI相反。IRN嘉泰姆

IRN嘉泰姆

Note1:字段共 11 位,包括 0 起始位,8 位数据位和 2 位停止位。其中 0 起始位是低电平,停止位IRN嘉泰姆
是高电平,数据位中的数据是 0,则相应的时间段是低电平;数据是 1,则相应的时间段是高电平。0IRN嘉泰姆
起始位停止位及数据位的位时长须相同。
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6.3.  IC接收说明:IRN嘉泰姆

1.    当AI,BI线上出现复位信号时,IC进入接收准备状态。地址计数器清 0。IRN嘉泰姆
2.    数据包中的第 1 字段是起始字段,其 8 位数据必须是“0000_0000”,该字段不作为显示数据。IRN嘉泰姆
用于显示的有效字段从第二字段开始,DMX512 数据包的第二字段是有效数据的第一字段。IC可自适应IRN嘉泰姆
的 数 据 传 输 速 率 是 200Kbps ~ 1000Kbps 。 不 同 速 率 对 应 的 字 段 时 长 不 同 , 但 不 管 传 输 频 率 是IRN嘉泰姆
200Kbps/400Kbps/1000Kbps,只要确保所有有效字段的时长与起始字段的时长相同即可。IRN嘉泰姆
3. IC接收数据时,2 个复位信号间隔不能小于 4ms,即使并联点数极少的情况下,帧频也不能大于IRN嘉泰姆
250Hz。
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6.4.    控制器发送数据注意事项:IRN嘉泰姆

1.对于标准DMX512(1990)协议来说,假如控制器的一个分端口接 512 个通道,也就是 170 个像素点,IRN嘉泰姆
要达到刷新率是 30Hz,那么每帧的时间宽度 33.33ms,传输 1bit的时间为 4μs,则有效数据时间宽度IRN嘉泰姆
为 88+4μs*11bit*512=22.7ms,那么每一帧数据之间的时间间隔为 33.33-22.7 =  10.63ms。在这时间IRN嘉泰姆
间隔内数据线保持高电平,直到下一个复位信号。IRN嘉泰姆
2. CXLE87133求控制器每个数据包的复位信号码间隔不能小于 4ms,即帧频最高不能高于 250Hz,IRN嘉泰姆
否则可能无法正常显示画面。
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6.5.  写码注意事项:IRN嘉泰姆

1.    写码完成后,收到首个地址码的IC驱动红灯常亮,其余地址IC驱动白灯常亮,新写入的地址码IRN嘉泰姆
生效,可用作断点判别。IRN嘉泰姆
2.    写码完成后先不要将AB线取下,应用写码器自带的专用测试程序进行测试,以确认写码是否完IRN嘉泰姆
全正确。IRN嘉泰姆
3.    写码器AI,BI端口上的地址输入端线在写码完成后应从写码器上拔出,以免写码器失常时误写IRN嘉泰姆
码。写码线拔出后悬空并用绝缘胶布包裹即可,无需专门接地。
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6.6、差分总线连接注意事项:IRN嘉泰姆

1.    控制器与IC之间以及IC与IC之间须共地,以防止过高的共模电压击穿IC,可用屏蔽层做共地线IRN嘉泰姆
可靠连接多个IC节点,并在一点可靠接地,不能双端或多端接地。IRN嘉泰姆
2.    板上AI线和BI线至IC间串接的保护电阻须一致,并且板上AIBI线从焊盘至IC的走线方式须尽量IRN嘉泰姆
一致。IRN嘉泰姆
3.    AI、BI总线尽可能采用屏蔽双绞线(尤其在强电和弱电走线槽共用工程,发射塔附近或雷电较IRN嘉泰姆
多的地区),以减少干扰及雷电冲击。用普通超 5 类屏蔽双绞线即可,但要注意购买铜线。IRN嘉泰姆
4.    485 总线中 485 节点要尽量减少与主干之间的距离,一般建议 485 总线采用手牵手的总线拓扑IRN嘉泰姆
结构。星型结构会产生反射信号,影响 485 通信质量。如果在施工过程中必须要求 485 节点离 485 总线IRN嘉泰姆
主干的距离超过 1m以上距离,建议使用 485 中继器作出一个 485 总线的分叉。如果施工过程中要求使IRN嘉泰姆
用星型拓扑结构,应使用 485 集线器。IRN嘉泰姆
5.    485 总线随着传输距离的延长,会产生回波反射信号,如果 485 总线的传输距离较长,建议施IRN嘉泰姆
工时在 485 通讯结束端处的AI、BI线上并接一个 120 欧姆的终端匹配电阻。
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七、典型应用场景

•    舞台灯光系统:支持高刷新与精准色彩控制,无闪烁。IRN嘉泰姆

•    建筑外立面条形灯:多芯片级联,实现整体联动效果。IRN嘉泰姆

•    景观亮化与媒体墙:16位灰度带来平滑的渐变与过渡。IRN嘉泰姆

•    室内装饰照明:洗墙灯、点光源、线条灯均可适用。IRN嘉泰姆


八、设计注意事项

•    帧频控制DMX512数据包之间的复位间隔不得小于4ms,帧频不宜高于250Hz。IRN嘉泰姆

•    功耗管理:输出端口电压建议控制在0.8V–3.87V之间,避免芯片过热。IRN嘉泰姆

•    拓扑结构:建议采用“手牵手”总线结构,星型结构需配合485中继或集线器使用。IRN嘉泰姆


九、应用信息

 

9.1.   应用图:RGB  3 色应用

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注:1.采用A,B线写码方式,写码时,写码器/控制器无需与第一个IC的ADRI相连。IRN嘉泰姆
2. 注意分压电阻R1 的选择,以免IC功耗过大。IRN嘉泰姆
3.  REXT端口必须加电阻到地来设置输出电流,此端口不能悬空。IRN嘉泰姆
4.  VCC对地的 104 电容是设置通道电流为 20mA时的推荐值,如设置更大通道电流应加大该电容值,IRN嘉泰姆
比如设置通道电流 40mA,推荐使用 105 以上的电容值。
9.2、元器件选值表 1(非三极管应用)
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(1)灯串电阻R1 的取值选择IRN嘉泰姆
由于封装的长期功耗建议不能大于 400mW,所以应当设置IC功耗小于 400mW,随着驱动电流的增大,IRN嘉泰姆
应该减小芯片通道的输出电压Vout,即:400mW>5.2V*10mA+Vout*Iout*N(N为通道数量,Vout为通道端口电压,Iout为通道设置电流),当N=3,Iout=30mA时,得Vout<3.87V,又因为Vout=VCC-M*VL-R1*Iout(M为单个通道上串联的灯数量,VL为灯的压降),当VCC=24V,VL=2,M=8 时,得R1>138Ω,此外,为了使得输出恒流还应该让Vout>0.8V,所以R1<240Ω,为了在功耗符合要求的情况下使芯片具有较好的输出特性,建议R1 选择适当的中间值。
9.3.  输入/输出等效电路

十,结语

        CXLE87133BCE以其高集成度、卓越的灰度表现与强大的协议兼容性,为专业LED照明系统提供了理想的驱动解决方案。无论是复杂的舞台灯光还是大规模的建筑物亮化,该芯片都能以高可靠性、高一致性满足设计需求。IRN嘉泰姆

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