INK1003-单线3通道256级灰度LED驱动器

INK1003

单线3通道256级灰度LED驱动器

概述 特点

INK1003是一个单线可级联的恒定电流输出的

LED驱动器，主要用于室内外LED显示屏，走字屏

 3路恒定电流输出

 输出电流不随驱动级输出电压改变而改变

 芯片工作电压3.3~5.5V

 输出级耐压12V

 8位 PWM灰度控制，单通道能独立显示256级灰度

 输出极性反转功能，可以作为大功率PWM控制器

 极为精确的输出电流精度：

 在同一芯片内通道与通道之间的精度为: ±1 %；

 输出电流在不同芯片之间精度为: ±3%；

 数据传输频率宽，400~800KHz

 具备free run 能力，在灰度数据写后芯片能根据

 数据而自动调整输出，而不需再做其它的控制

 输出通道间的交错时间延迟

 Schmitt触发器输入

 ESD HBM 高达8KV

灰度

和LED装饰照明系统。它非常适合应用于需要级联

的场合，如LED护栏灯管，柔性灯条，各类LED点

光源等应用。INK1003具有3个输出通道，每个通

道均能固定输出高达18mA恒定电流。芯片内部包

含24位串行移位寄存器，数据锁存器，带隙基准

源，内部振荡器。INK1003采用单线归零码传输协

议，信号传输稳定，点与点之间的距离可以达到20

米，并且能够在800KHz下实现1024点的级联。其

独特的POL反相输出功能，使得INK1003可以直接

驱动大功率恒流驱动IC，制作大功率的全彩点光

应用

LED护栏灯管 

室内/外LED显示屏/走字屏 

全彩发光字 

点光源 

各种全彩LED模组、灯条 

的ESD性能使得产品的可靠性更高，降低了对生产，

安装环境的要求。

INK1003提供SOP-8封装。

源，而且灯在低灰度的时候不会出现虚亮。高达8KV

工作温度范围：-40~+85℃。

芯片引脚设置 典型应用电路

Fig1 SOP-8 封装

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极限参数

注意: 如果芯片各引脚的电压或电流超过其极限值可能对芯片造成永久损坏

电气特性

(VCC=5V, TA= 25℃, 除非有另外规定.)

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电路内部框图

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应用信息

恒定电流输出

在 LED 显示屏和装饰照明应用中，INK1003 能够提供一个几乎不随输出电压改变而改变的输出电流，这主

要得益于以下几个原因：

1) 采用先进的驱动电路结构，使得输出电流的匹配精度高，片内最大电流偏差为1%，而片间最大电流偏差

为4%。

2) 输出级电路结构先进，当输出电压高于内部电路的饱和电压时，INK1003的输出电流与输出电压的关系，

几乎是一条平整的直线，具有非常好的线性调整率，使得输出电流几乎与输出电压无关。

INK1003 芯片的消耗功率 (PD)

INK1003芯片所消耗的最大功率由PD(max)=(Tj-Ta)/Rth(j-a)决定，当所有3 个输出通道均开启的时候，芯

片中实际消耗的功率为：

因此，为了保证PD(act)≤PD(MAX)，最大驱动电流与占空比的关系为：

当使用环境温度上升时，芯片消耗的最大功率为PD(MAX)=(Tj-Ta)/Rth(j-a)，当使用环境温度上升时，芯片

所允许消耗的最大功率将降低。

负载供电电压 (VLED)

INK1003 所设计的VDS 操作范围为0.4~5V，考虑到芯片封装的散热效率的显示，VDS 可以升高，但是必须要

保证PD(ACT)>PD(MAX),，当VLED=12V 时VDS=VLED-VF,，VLED 为负载供电电压，在实际应用中最好将VLED 设定

在满足输出驱动要求的最低电压。在有必要时，需要在芯片的外部添加一个分压器，产生一个压降VDROP 来避免

过多的功率消耗在芯片上，该分压器应该满足VDS=(VLED-VF)-VDROP如下图所示，电阻和齐纳二极管都可以用来

降低INK1003 的功耗。

Fig 3 INK1003

分压电路设计

INK1003 灰度控制数据格式

芯片采用单线通讯方式，采用归零码的方式发送信号。芯片在上电复位以后，接受SDI端打来的数据，接受

够24 bit 后，SDO 端口开始转发数据，供下一个芯片提供输入数据。在转发之前，SDO 口一直拉低。此时芯片

将不接受新的数据，芯片ROUT、GOUT、BOUT三个PWM 输出口根据接收到的24 bit 数据，发出相应的不同占空比

的信号，该信号周期为3.2mS。如果SDI 端输入信号为RESET 信号，芯片将接收到的数据送显示，芯片将在该信

号结束后重新接受新的数据，在接收到开始的24 bit 数据后，通过SDO 口转发数据，芯片在没有接受到RESET 码

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前，ROUT、GOUT、BOUT 管脚原输出保持不变，当接受到24 μs以上低电平RESET 码后，芯片将刚才接收到的24 bit

PWM 数据脉宽输出到ROUT、GOUT、BOUT 引脚上。

芯片采用自动整形转发技术，使得该芯片的级联个数不受信号传送的限制，仅仅受限刷屏速度要求。例如我

们设计一个1024 级联，它的刷屏时间为1024X0.4X2 ＝ 0.8192ms（芯片的数据延迟时间为0.4μs），不会有任

何闪烁的现象。

在数据的传输过程中，首先被读入到芯片的是ROUT 通道的MSB，最后读取的数据是BOUT 通道的LSB。

各输出通道的LED 驱动电流占空比可由下式计算得到：

其中 L[x]=”0” or “1”, 是灰度数据控制字中的 OUTN[x], x=0,1,2„„7 。. 灰度数据“0000 0000”

用于产生最低为0的驱动电流占空比，“1111 1111”用于产生最大输出占空比。

数据传输方法

注：其中D1 为MCU 端发送的数据，D2、D3、D4 为级联电路自动整形转发的数据。

24bit 的数据结构

注：MSB 先发，LSB 最后发，按照ROUT，GOUT，BOUT 的顺序发送数据。

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时序波形图

1）输入码型

2）数据信号电平时间

Fig 4，INK1003 通信协议

5V 应用

INK1003 内部的电源电压钳位电路将VCC 电压钳制在5.4V。尽管在5V 供电电压下芯片内部的钳位电路不会

工作。但是在外部供电电源异常情况下，如输出短路保护后，在恢复的过程中，其输出电压可以高达9V，可能会

造成芯片损坏，在灯电源接反的情况下，INK1003 也会出现永久性损坏，为了避免在电源异常情况造成IC 永久

性损坏，推荐客户使用以下电路：

Fig5, 5V 典型应用电路

该5V 应用的典型电路可以广泛应用于5V 供电的灯条，全彩外露灯和各种小型视频点光源等等。

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INK1003 作为大功率PWM 控制器使用

INK1003 集成了独特驱动信号反相功能，第7PIN 悬空或者接地的时候，IC 按照正常的灰度输出；当第7 PIN

与VCC 短接的时候，R/G/B 输出的PWM 信号将反相，原来占空比为0 的，将变成100%占空比输出。该功能使得

INK1003 做为大功率点光源的PWM 驱动器使用时候，在外扩三极管或者恒流驱动电路的配合下，点光源可以轻松

实现0 灰度控制。

Fig6，典型高压恒压应用

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Fig7，典型大功率恒流应用

注：当 INK1003 的POL 拉高，应用于PWM 控制器的时候，控制器软件系统中不需要设置为反向输出。

INK1003 的驱动及级联应用

INK1003 集成了具有强驱动能力的推挽输出级，通过级联能将信号传输很长的距离，在实验室测试中，在

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封装信息

封装外形图和尺寸：

SOP8