‌LP5861 18通道RGB LED驱动器技术解析与应用指南

Texas Instruments LP5861 18通道RGB LED矩阵驱动器设计用于使用LED矩阵以小尺寸解决方案来改善具有动画效果和指示功能的善用户体验。LP5861集成了18个具有N（N = 1/2/4/6/8/11）个开关 MOSFET的恒定电流阱，以支持N × 18个LED点或N × 6个 RGB LED。LP5861集成有1个MOSFET，支持多达18个LED点或6个RGB LED。

数据手册：*附件：Texas Instruments LP5861 18通道RGB LED驱动器数据手册.pdf

TI LP5861 18通道RGB LED驱动器同时支持虚拟调光和PWM调光方法。对于模拟调光，该器件能够以256个阶跃来调节每个LED点。对于 PWM 调光，集成式8位或16位可配置PWM发生器可实现平滑且无可闻噪声的调光控制。也可以将每个LED点任意映射到8位组PWM，以实现共同调光控制。

LP5861 LED驱动器实现了完整的可寻址SRAM，可尽可能减少数据流量。集成了重影消除电路以消除上下重影。LP5861还支持LED开路和短路检测功能。

LP5861 LED驱动器采用4mm × 4mm 32-VQFN封装，具有支持1MHz（最大值）I^2^C或12MHz（最大值）的SPI接口。

特性

• 工作电压范围：
  • V CC /VLED范围：2.7V至5.5V
  • 逻辑引脚兼容1.8V、3.3V和5V
• 18个高精度恒定电流阱：
  • 每电流阱电流：0.1mA至50mA（V CC ≥3.3V时）
  • 器件间误差：±5%
  • 通道间误差：±5%
  • 相移，实现平衡瞬态功率
• 超低功耗：
  • 关断模式：ICC ≤ 2uA（EN=低电平时）
  • 待机模式：ICC ≤ 10uA（当EN为高电平且CHIP_EN为0（保留数据）时）
  • 有源模式：ICC = 3mA（典型值）（当通道电流为5mA时）
• 完全可寻址SRAM，可最大限度地减少数据流量
• 接口选项：
  • 1MHz（最大值） I^2^C接口（IFS=低电平时）
  • 12MHz（最大值） SPI接口（IFS=高电平时）
• 灵活的调光选项：
  • 单独开/关控制，用于每个LED点
  • 模拟调光（电流增益控制）
    • 全局3位最大电流 (MC) 设置，用于所有LED点
    • 3组7位彩色电流 (CC) 设置，用于红色、绿色和蓝色
    • 单独8位点电流 (DC) 设置，用于每个LED点
  • PWM调光，无可闻噪声频率
    • 全局8位PWM调光，用于所有LED点
    • 3组可编程8位PWM调光，用于LED点任意映射
    • 单独8位或16位PWM调光，用于每个LED点
• 去光和低亮度补偿
• 单个LED点开路和短路检测

简化示意图

‌LP5861 18通道RGB LED驱动器技术解析与应用指南‌

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‌一、核心特性概述‌

LP5861是德州仪器（TI）推出的一款高性能18通道LED驱动芯片，专为智能设备的多彩LED动画与指示需求设计。其核心优势包括：

1. ‌宽电压支持‌：工作电压范围2.7V–5.5V，兼容1.8V/3.3V/5V逻辑电平。
2. ‌高精度电流控制‌：
   • 每通道0.1mA–50mA可调（VCC≥3.3V时）。
   • 通道间误差±5%，器件间误差±5%。
3. ‌双模调光技术‌：
   • ‌模拟调光‌：支持8位全局电流增益（MC）、7位分组色彩电流（CC）及8位单点电流（DC）调节。
   • ‌PWM调光‌：8/16位可编程PWM，支持62.5kHz/125kHz无噪声频率。
4. ‌低功耗设计‌：待机电流≤10μA，关断模式≤2μA。
5. ‌灵活接口‌：1MHz I²C或12MHz SPI可选。

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‌二、关键技术解析‌

‌1. 电流控制架构‌

• ‌三级调节机制‌：
  • ‌ 全局最大电流（MC） ‌：3位设置（3mA–50mA，默认15mA）。
  • ‌ 分组色彩电流（CC） ‌：7位调节，分三组控制RGB通道（如CC_Group1对应CS0/3/6/9/12/15）。
  • ‌ 单点电流（DC） ‌：8位精细调节，公式：
    IOUT = IOUT_MAX × (CC/127) × (DC/255)

‌2. PWM调光优化‌

• ‌多级混合控制‌：
  • 全局8位PWM + 分组8位PWM + 单点8/16位PWM。
  • 支持线性/伽马曲线调光模式（通过PWM_Scale_Mode配置）。
• ‌相位偏移技术‌：分组延时125ns启动，降低电源瞬态冲击（见图8-1）。

‌3. 数据刷新模式‌

模式	PWM分辨率	VSYNC同步	适用场景
模式1	8位	无	实时单点更新
模式2	8位	有	多芯片帧同步
模式3	16位	有	高精度动画（如120Hz）

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‌三、典型应用设计‌

‌1. RGB LED矩阵驱动‌

• ‌拓扑示例‌：单芯片驱动6组RGB LED（每组3通道）。
• ‌关键配置‌：
  • 设置MC=7（50mA）、CC_Group1=127（100%红）、DC=255（满亮度）。
  • 启用16位PWM（模式3）实现平滑渐变。

‌2. 故障诊断功能‌

• ‌LED开路检测‌：阈值0.25V，触发后自动关闭故障通道（需配置LOD_removal=1）。
• ‌LED短路保护‌：阈值VLED-1V，支持状态寄存器查询（Dot_lsdx）。

‌3. 低功耗设计建议‌

• 关闭未用通道以减少漏电流（典型值≤1μA）。
• 待机模式下保持EN=High且CHIP_EN=0，电流≤10μA。

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‌四、布局与选型指南‌

1. ‌PCB设计‌：
   • 电源引脚就近放置1μF退耦电容（VCC/VLED/VCAP）。
   • 热阻优化：VQFN-32封装θJA=32.9°C/W，需保证散热焊盘良好接地。
2. ‌器件选型‌：
   • 高温环境推荐LP5861MRKPR（支持-55°C至125°C）。
   • 多通道扩展可选LP586x系列（如LP5868支持144通道）。