STP16CP05：低電壓16位恒流LED灌電流驅(qū)動器的詳細(xì)解析
STP16CP05：低電壓16位恒流LED灌電流驅(qū)動器的詳細(xì)解析
在LED面板顯示的硬件設(shè)計(jì)領(lǐng)域，一款性能出色的驅(qū)動器至關(guān)重要。STP16CP05作為一款低電壓、低電流功率的16位移位寄存器，專為LED面板顯示而設(shè)計(jì)，下面我們就來詳細(xì)了解一下它。
文件下載：stp16cp05.pdf
一、產(chǎn)品概述
STP16CP05是一款單片式、低電壓、低電流功率的16位移位寄存器，適用于LED面板顯示。它具備以下顯著特點(diǎn)：
- 低電壓供電：可低至3V，支持16個(gè)恒流輸出通道。
- 輸出電流可調(diào)：通過外部電阻就能輕松調(diào)節(jié)輸出電流。
- 數(shù)據(jù)傳輸方式：采用串行數(shù)據(jù)輸入/并行數(shù)據(jù)輸出模式，還能由3.3V微控制器驅(qū)動。
- 輸出電流范圍：輸出電流在5 - 100mA之間。
- 高時(shí)鐘頻率：最大時(shí)鐘頻率可達(dá)30MHz。
- ESD保護(hù)：具備2kV HBM和200V MM的靜電放電保護(hù)能力。
二、引腳連接與描述
引腳連接圖
插入Pin connection的圖片)
引腳描述
| Pin n° | Symbol | Name and function |
|---|---|---|
| 1 | GND | 接地端 |
| 2 | SDI | 串行數(shù)據(jù)輸入端 |
| 3 | CLK | 時(shí)鐘輸入端 |
| 4 | LE/DM1 | 鎖存輸入端 |
| 5 - 20 | OUT 0 - 15 | 輸出端 |
| 21 | OE/DM2 | 輸出使能輸入端（低電平有效） |
| 22 | SDO | 串行數(shù)據(jù)輸出端 |
| 23 | R - EXT | 用于恒流編程的外部電阻輸入端 |
| 24 | VDD | 電源電壓端 |
這里需要注意的是，暴露焊盤應(yīng)與金屬焊盤進(jìn)行電氣連接，該金屬焊盤可以是電氣隔離的，也可以接地。
三、電氣參數(shù)
1. 絕對最大額定值
| 對器件施加超過“絕對最大額定值”表中所列的額定值，可能會對器件造成永久性損壞。這些僅為應(yīng)力額定值，并不意味著器件可以在這些條件或本規(guī)格書工作部分所示的任何其他條件下工作。長時(shí)間暴露在絕對最大額定值條件下可能會影響器件的可靠性。 | Symbol | Parameter | Value | Unit |
|---|---|---|---|---|
| VpD | 電源電壓 | 0 - 7 | V | |
| Vo | 輸出電壓 | - 0.5 - 20 | V | |
| lo | 輸出電流 | 100 | mA | |
| Vi | 輸入電壓 | - 0.4 to Vpp | V | |
| IGND | GND端電流 | 1600 | mA | |
| fCLK | 時(shí)鐘頻率 | 50 | MHz | |
| TJ | 結(jié)溫范圍 | - 40 to + 170 | C |
2. 熱數(shù)據(jù)
| Symbol | Parameter | Value | Unit |
|---|---|---|---|
| T OPR | 工作溫度范圍 | - 40 to + 125 | °C |
| T STG | 存儲溫度范圍 | - 55 to + 150 | °C |
| R thJA | 熱阻（結(jié) - 環(huán)境） | 不同封裝有所不同，如SO - 24為42.7 °C/W等 | °C/W |
3. 推薦工作條件
| 在設(shè)計(jì)電路時(shí)，遵循推薦工作條件能讓器件發(fā)揮最佳性能。 | Symbol | Parameter | Test conditions | Min. | Typ. | Max. | Unit |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| VDD | 電源電壓 | 3.0 | 5.5 | V | |||
| VO | 輸出電壓 | 20 | V | ||||
| IO | 輸出電流（OUTn） | 3 | 100 | mA | |||
| IOH | 輸出電流（SERIAL - OUT） | + 1 | mA | ||||
| IOL | 輸出電流（SERIAL - OUT） | - 1 | mA | ||||
| VIH | 輸入電壓高電平 | 0.7 VDD | VDD | V | |||
| VIL | 輸入電壓低電平 | - 0.3 | 0.3 VDD | V | |||
| twLAT | LE/DM1脈沖寬度 | 6 | ns | ||||
| twCLK | CLK脈沖寬度 | 8 | ns | ||||
| twEN | OE/DM2脈沖寬度 | 100 | ns | ||||
| tSETUP(D) | 數(shù)據(jù)建立時(shí)間 | 5 | ns | ||||
| tHOLD(D) | 數(shù)據(jù)保持時(shí)間 | 3 | ns | ||||
| tSETUP(L) | 鎖存建立時(shí)間 | 18 | ns | ||||
| fCLK | 時(shí)鐘頻率（級聯(lián)操作） | VDD = 5 V | 30 | MHz |
需要注意的是，如果器件進(jìn)行級聯(lián)連接，可能無法實(shí)現(xiàn)最大數(shù)據(jù)傳輸，在設(shè)計(jì)時(shí)要仔細(xì)考慮時(shí)序問題。
四、電氣特性
1. 靜態(tài)電氣特性
| 在 (V{D D}=3.3 ~V) 到5V，(T{A}=25^{circ} C) （除非另有說明）的條件下，有如下特性： | Symbol | Parameter | Test conditions | Min. | Typ. | Max. | Unit |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| VIH | 輸入電壓高電平 | 0.7 VDD | VDD | V | |||
| VIL | 輸入電壓低電平 | GND | 0.3 VDD | V | |||
| lOH | 輸出泄漏電流 | VOH = 20V | 1 | A | |||
| VOL | 輸出電壓（serial - OUT） | loL = 1mA | 0.4 | V | |||
| VOH | 輸出電壓（serial - OUT） | loH = - 1 mA | VDD - 0.4V | V | |||
| lOL1 | 輸出電流 | Vo = 0.3 V, Rext = 4.2 k | 4.25 | 5 | 5.75 | mA | |
| lOL2 | 輸出電流 | Vo = 0.3 V, Rext = 1 kΩ | 19 | 20 | 21 | mA | |
| lOL3 | 輸出電流 | Vo = 1.3 V, Rext = 200 | 96 | 100 | 104 | mA | |
| AloL1 | 輸出電流誤差（位間） | Vo = 0.3 V, Rext = 4.2 kΩ | ± 5 | ± 8 | % | ||
| AloL2 | 輸出電流誤差（位間） | Vo = 0.3 V, Rext = 1kΩ | ± 1.5 | ± 3 | % | ||
| AloL3 | 輸出電流誤差（位間） | Vo = 1.3 V, Rext = 200 | ± 1.2 | ± 3 | % | ||
| RSIN(up) | 上拉電阻 | 150 | 300 | 600 | kΩ | ||
| RsIN(down) | 下拉電阻 | 100 | 200 | 400 | kΩ | ||
| IDD(OFF1) | 電源電流（關(guān)斷） | Rext = 1 kΩ, OUT 0 to 15 = OFF | 4 | mA | |||
| IDD(OFF2) | 電源電流（關(guān)斷） | Rext = 250 Ω, OUT 0 to 15 = OFF | 11.2 | mA | |||
| IDD(ON1) | 電源電流（導(dǎo)通） | Rext = 1kΩ, OUT 0 to 15 = ON | 4.5 | mA | |||
| DD(ON2) | 電源電流（導(dǎo)通） | Rext = 250 Ω, OUT 0 to 15 = ON | 11.7 | mA | |||
| Thermal | 熱保護(hù) | 170 | C |
2. 開關(guān)特性
| 在 (V{D D}=5 ~V) ，(T{A}=25^{circ} C) （除非另有說明）的條件下，介紹了各種信號的傳播延遲時(shí)間、上升時(shí)間和下降時(shí)間等參數(shù)。例如： | Symbol | Parameter | Test conditions | Min. | Typ. | Max. | Unit |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| t PLH1 | 傳播延遲時(shí)間（CLK - OUTn） | V DD = 3.3 V等 | 45 | ns | |||
| t PLH2 | 傳播延遲時(shí)間（LE/DM1 - OUTn） | V DD = 3.3 V等 | 48 | 77 | ns | ||
| t PLH3 | 傳播延遲時(shí)間（OE/DM2 - OUTn） | V DD = 3.3 V等 | 75 | 128 | ns | ||
| t PLH | 傳播延遲時(shí)間（CLK - SDO） | V DD = 3.3 V等 | 19 | 28 | ns | ||
| t PHL1 | 傳播延遲時(shí)間（CLK - OUTn） | V DD = 3.3 V等 | 15 | 23 | ns | ||
| tON | 輸出上升時(shí)間（10 - 90%電壓波形） | VDD = 3.3 V等 | 35 | 68 | ns | ||
| toFF | 輸出下降時(shí)間（90 - 10%電壓波形） | VDD = 3.3 V等 | 10.5 | 15 | ns | ||
| tr | CLK上升時(shí)間 | 5000 | ns | ||||
| tf | CLK下降時(shí)間 | 5000 | ns |
這里要提醒大家，為了實(shí)現(xiàn)高的級聯(lián)數(shù)據(jù)傳輸，要仔細(xì)考慮CLK的上升和下降時(shí)間。
五、等效電路與框圖
等效電路
文檔給出了OE/DM2、LE/DM1、CLK、SDI、SDO等引腳的等效電路，這些等效電路有助于我們理解引腳的電氣特性和信號傳輸方式。
框圖
插入Block diagram的圖片) 從框圖中我們可以清晰地看到器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和信號流向，對整體的工作原理有更直觀的認(rèn)識。
六、時(shí)序圖與真值表
真值表
| CLOCK | LE/DM1 | OE/DM2 | SERIAL - IN | OUT0 ............. OUT7 ................ OUT15 | SDO |
|---|---|---|---|---|---|
| H | L | Dn | Dn ..... Dn - 7 ..... Dn - 15 | Dn - 15 | |
| L | L | Dn + 1 | No change | Dn - 14 | |
| H | L | Dn + 2 | Dn + 2 ..... Dn - 5 ..... Dn - 13 | Dn - 13 | |
| X | L | Dn + 3 | Dn + 2 ..... Dn - 5 ..... Dn - 13 | Dn - 13 | |
| X | H | Dn + 3 | OFF | Dn - 13 |
這里要注意，當(dāng)Dn = H時(shí)，OUTn = ON；當(dāng)Dn = L時(shí)，OUTn = OFF。
時(shí)序圖
插入Timing diagram的圖片) 通過時(shí)序圖，我們可以更清楚地了解各個(gè)信號之間的時(shí)序關(guān)系，在設(shè)計(jì)電路時(shí)要嚴(yán)格按照時(shí)序要求來操作，否則可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯誤等問題。
七、典型特性
輸出電流與外部電阻關(guān)系
| R - EXT (Ω) | Output current (mA) |
|---|---|
| 7370 | 3 |
| 4270 | 5 |
| 2056 | 10 |
| 1006 | 20 |
| 382 | 50 |
| 251 | 80 |
| 200 | 100 |
從這些數(shù)據(jù)中我們可以看出，通過改變外部電阻的阻值，可以方便地調(diào)節(jié)輸出電流大小。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，大家可以根據(jù)需要選擇合適的外部電阻。
其他典型特性曲線
文檔還給出了輸出電流與電流誤差、ISET與壓降電壓等關(guān)系的典型特性曲線，這些曲線能幫助我們更好地了解器件在不同工作條件下的性能表現(xiàn)。
八、測試電路
給出了直流特性、交流特性、典型應(yīng)用原理圖以及輸出電流開啟和關(guān)閉設(shè)置的測試電路。這些測試電路對于驗(yàn)證器件的性能和調(diào)試電路非常有幫助，大家在實(shí)際應(yīng)用中可以參考這些電路進(jìn)行測試。
九、封裝信息
STP16CP05提供了QSOP - 24、SO - 24、TSSOP24、TSSOP24暴露焊盤等多種封裝形式，每種封裝都有詳細(xì)的機(jī)械數(shù)據(jù)和外形尺寸圖。同時(shí)，還介紹了不同封裝的編帶和卷盤的機(jī)械數(shù)據(jù)。在選擇封裝時(shí)，要綜合考慮電路板的空間、散熱要求等因素。
十、器件總結(jié)
| Order code | Package | Packing |
|---|---|---|
| STP16CP05MTR | SO - 24 | 1000 parts per reel |
| STP16CP05TTR | TSSOP24 | 2500 parts per reel |
| STP16CP05XTTR | TSSOP24 exposed pad | 2500 parts per reel |
| STP16CP05PTR | QSOP - 24 | 2500 parts per reel |
大家可以根據(jù)自己的需求選擇合適的訂購代碼和封裝形式。
綜上所述，STP16CP05是一款功能強(qiáng)大、性能優(yōu)良的LED驅(qū)動器，在LED面板顯示領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師們要充分了解其各項(xiàng)參數(shù)和特性，合理選擇封裝和外部元件，嚴(yán)格按照時(shí)序要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才能讓器件發(fā)揮出最佳性能。大家在使用過程中遇到什么問題，歡迎一起交流探討。
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led驅(qū)動器
+關(guān)注
關(guān)注
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