2024年6月10日发(作者：)
三通道LED驱动控制电路UCS2903
产品概述
UCS2903是三通道LED驱动控制专用电路，内部集成有MCU数字接口、数据锁存器、
LED高压驱动等电路。通过外围MCU控制实现该芯片的单独辉度、级联控制实现户外大屏
的彩色点阵发光控制。产品性能优良，质量可靠。
主要特点
l 单线数据传输
l 内置双RC振荡，并根据数据线上信号进行时钟同步，在接受完本单元的数据后能自动
将后续数据进行整形转发
l 线性传输时，可无限级联
l 任意两点传输距离超过10米而无需增加任何电路
l 数据传输频率800K/秒，可实现画面刷新速率30帧/秒时，不小于1024点
l PWM控制端能够实现256级调节，扫描频率1.6MHz/s
l 芯片VDD内置5V稳压管。
l 输出端口耐压24V
l
采用预置17mA/通道恒流模式。恒流精度高，片内误差《3%，片间误差《6%。
l
可通过外接电阻改变恒流值大小
l
在上电后没有信号输入的情况下，亮蓝灯
引出端排列（DIP8,SOP8）
OUTR
OUTG
OUTB
GND
引出端功能
序号
1
2
3
4
5
6
7
符号
OUTR
OUTG
OUTB
GND
DOUT
DIN
VR
UCS2903
VDD
VR
DIN
DO
功 能 描 述
Red(红) PWM控制输出
Green(绿) PWM控制输出
Blue(蓝) PWM控制输出
接地
显示数据级联输出（800K）
显示数据输入（800K）
外接电阻不同改变恒流输出值，悬空为17mA
8 VDD
电源
最大额定值
（如无特殊说明，T
A
＝25℃，V
SS
＝0V）
参数
逻辑电源电压
输出端口耐压
逻辑输入电压
工作温度
储存温度
符号
V
DD
V
OUT
V
I
1
T
opt
T
stg
范围
＋6.0～＋7.0
24
−0.5～V
DD
＋0.5
−40～＋85
−55～＋150
单位
V
V
V
℃
℃
推荐工作范围
（如无特殊说明，T
A
＝−20～＋70℃，V
SS
＝0V）
参数
逻辑电源电压
高电平输入电压
低电平输入电压
符号
V
DD
V
IH
V
IL
最小
-
0.7V
DD
0
典型
6
-
-
最大
-
V
DD
0.3V
DD
单位
V
V
V
测试条件
-
-
-
电气参数
（如无特殊说明，T
A
＝−20～＋70℃，V
DD
＝4.5～5.5V，V
SS
＝0V）
参数
低电平输出电流
低电平输出电流
输入电流
输出管脚电流
高电平输入电压
低电平输入电压
滞后电压
符号
I
OL
1
I
dout
I
I
Isink
V
IH
V
IL
V
H
最小
-
10
-
0.7V
DD
-
-
典型
17
-
-
35
-
-
0.35
最大
-
-
±1
40
0.3V
DD
-
单位
mA
mA
µA
mA
V
V
V
测试条件
R，G，B（VR悬空）
V
O
＝0.4V，D
OUT
V
I
＝V
DD
/V
SS
D
IN
，SET
D
IN
，SET
D
IN
，SET
开关特性
（如无特殊说明，T
A
＝−20～＋70℃，V
DD
＝4.5～5.5V，V
SS
＝0V）
参数
振荡频率
传输延迟时
间
下降时间
数据传输率
输入电容
符号
F
OSC
1
F
OSC
2
t
PLZ
t
THZ
F
MAX
C
I
最
小
-
-
-
-
800
-
典
型
800
-
-
-
-
最
大
-
-
300
120
-
15
单位
kHz
kHz
ns
µs
测试条件
-
-
C
L
＝15pF，D
IN
→ D
OUT
，R
L
＝
10kΩ
C
L
＝300pF，
OUTR/OUTG/OUTB
Kbps
占空比50%
pF -
功能说明
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DIN
端打来的数据，接受够24bit后，DO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，DO口一直拉低。此时芯片将不接受新的数据，芯片OUTR、OUTG、OUTB三
个PWM输出口根据接受到的24bit数据，发出相应的不同占空比的信号，该信号周期在
4ms。如果DIN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，在接受完开始的24bit数据后，通过DO口转发数据，芯片在
没有接受到RESET码前，OUTR、OUTG、OUTB管脚原输出保持不变，当接受到24µs
以上低电平RESET码后，芯片将刚才接收到的24bit PWM数据脉宽输出到OUTR、OUTG、
OUTB引脚上。
时序波形图
1）输入码型
2）800K模式时间
名称
T0H
T1H
T0L
T1L
3）连接方法
描 述
0码，高电平时间
1码，高电平时间
0码，低电平时间
1码，低电平时间
典型值
0.25µs
1.0µs
1.0µs
0.25µs
容许误差
±150ns
±150ns
±150ns
±150ns
4）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。
5）24bit的数据结构
R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0 G7 G6 G5 G4 G3 G2 G1 G0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0
注：高位先发，按照RGB的顺序发送数据
输出电流调整
输出电流可通过VR端接电阻到地调整，悬空为17mA/通道。下表为VR端调节输出
电流，对应电阻参考值：
电流调节 参考电阻值
17mA
20mA
22mA
25mA
30mA
35mA
悬空
45k
24k
10k
6.8k
4k
恒流曲线
UCS2903 恒流特性优异，通道间甚至芯片间的电流差异极小。
(1): 通道间的最大电流误差小于±3℅，而芯片间的最大电流误差小于±6℅。
(2): 当负载端电压发生变化时，UCS2903输出电流不受影响，如下图所示
(3): 如下图UCS2903输出端口的电流Iout 与加在端口上的电压Vds 曲线关系可知，Iout 电
流越小，在恒流状态下需要的Vds 也越小，。
，
UCS2903 IOUT与VDS关系
45
40
35
I
O
U
T
(
m
A
)
30
25
20
15
10
5
0
0
.
1
0
.
2
0
.
3
0
.
4
0
.
5
0
.
6
0
.
7
0
.
8
0
.
9
1
.
1
1
.
2
1
.
3
1
.
4
1
.
5
1
.
6
1
.
7
1
.
8
1
.
9
01
VDS(V)
2
应用线路图
1 电源电压5V，带单颗LED
采用恒流方式可以在电压不断下降的同时达到亮度及色温保持不变的理想效果。
2．电源电压12V，每路串3颗LED的应用图
12V供电时建议在IC的信号输入及输出端各串一个51的电阻防止带电拔插或电源和信号线
反接等情况下损坏IC输入及输出端。
3． 电源电压24V，控制4～6串 LED灯的应用
24V供电时建议在IC的信号输入及输出端各串一个120的电阻防止带电拔插或电源和信号
线错接等情况下损坏IC输入及输出端。
4
．
电源电压24V，控制2并×（4～6）串 LED灯的应用
24V供电时建议在IC的信号输入及输出端各串一个120的电阻防止带电拔插或电源和信号
线错接等情况下损坏IC输入及输出端。
注：受端口输出电流能力限制，3并及以上请参照下面应用图5。
5． 电源电压24V，控制（3并及以上）×（4～6）串 LED灯以上的应用图
：
24V供电时建议在IC的信号输入及输出端各串一个120的电阻防止带电拔插或电源和信号
线错接等情况下损坏IC输入及输出端
稳压
：
1．UCS2903可以配置成6～24V电压供电，电源与地之间的104P电容尽量靠近IC
本体，并且回路最近，但根据输入电压不同，应配置不同的电源电阻R，该阻值列表如下：
电源电压 建议电源接口与VDD间连接电阻
5V
12V
24V
100欧
1.2K-1.5K
3.8K-4.2K
应用注意事项
IC能正常和稳定的工作与正确的应用息息相关，正确良好的外围元件和产品设计是IC
稳定工作的基础。基于以上出发点，建议客户在生产过程中严格按照以下建议进行，以保证
产品的稳定可靠。
1． 在级联应用时，点与点之间有效共地才能保证信号正常传输。
2． 应用在点光源时，最好采用2芯（24V正，24V负）+2芯（D，GND）的连接方式。若
采用单4芯头连接时，务必注意4芯头中24V+和数据线D都在一个接头里，要避免防
水头密封不良漏水（或安装时未插紧）或防水头非对位强行接插，否则可能会烧毁IC。
3． 24V供电时每个IC的DIN输入及DOUT输出都务必串接120欧以上的保护电阻,并且电
阻位置应最靠近IC输入输出端。12V供电时信号输入输出端务必各串接51欧以上电阻。
4． UCS2903 VDD端内置稳压管，不用再加78L05，但要注意的是，在24V（24V供电时）
及VDD端之间务必要串接一个电阻，此电阻取值范围在3.8K至4.2K之间（务必不要
太大或太小），电阻功率选1/4W即可。12V供电时电阻选1.2K—1.5K。
5． 应用UCS2903在画板时要注意信号地（GND）线，地线应尽量画粗，过细的地线可能
会引起信号传输不稳定，出现抖动等非正常现象。
6． 在板上布线时，可能产生较高电压的走线（如24V电源线，LED之间的连线等）应远
离信号线（DIN，DOUT）及5V线，以免因制板工艺问题造成暗连线时烧毁IC。
7． 为减少高频干扰，每个IC的电源与地之间都要并联一个104电容，104应该最靠近IC
的电源和地，并且要求电源线应该先经过104再到IC。
8． UCS2903是恒流输出，务必注意RGB输出端上串联的分压电阻的选用。恒流IC选用分
压电阻和恒压输出IC选用限流电阻的方式取值完全不同。选值不当可以损坏IC。
RGB输出端口分压电阻取值方式：以应用线路图3,4为例
UCS2903输出端能保持恒流是依靠IC输出端（OUTRGB）电压能随电源电压变化或负载变化
进行自动调节，以保持输出电流不变。UCS2903输出端电压的自动调节是有一定范围的，最
低可到(1V/20mA,1.5V/40mA），最高调节上限没有多大限制，但会受IC最大功耗PD的限制。
UCS2903 PD为360mW.长时间超过PD可能导致IC损坏
以应用图4为例：LED 6串2并，端口(OUTRGB)电流设定34mA,端口(OUTRGB)电压设计取值
3V为例，先说明IC端口功耗情况，然后说明分压电阻选取方是式。
OUTR端口功耗：34mA*3V=102mW
OUTG端口功耗：34mA*3V=102mW
OUTB端口功耗：34mA*3V=102mW
合计：306mW 未超过IC最大功耗。以下分压电阻的取值计算：
Rr=(24V-3V-6*1.9V)/17mA=560 电源电压24V ，6串2并，红灯开启电压以1.9V计
Rg=(24V-3V-6*3.1V)/17mA=140 电源电压24V ，6串2并，绿灯开启电压以3.1V计
Rb=(24V-3V-6*3.1V)/17mA=140 电源电压24V ，6串2并，蓝灯开启电压以3.1V计
当UCS2903端口电压1.5V 最大功耗。也就是说电流设定为34mA时，UCS2903在恒流状态下允许的端口电压变动范围 为1.5V。也就是说，根据以上分压电阻取值，电源电压由24V下跌至22.5V时还能保持恒 流状态。 以应用图3 6珠串联应用时每端口电流设定17mA时），端口电压设计可取4V Rr=(24V-4V-6*1.9V)/17mA=505 电源电压24V ，6串，红灯开启电压以1.9V计 Rg=(24V-4V-6*3.1V)/17mA=82 电源电压24V ，6串，绿灯开启电压以3.1V计 Rb=(24V-4V-6*3.1V)/17mA=82 电源电压24V ，6串，蓝灯开启电压以3.1V计 在此种情况下，电源电压由24V下跌3V（4V-1V）至21V时还能保持恒流状态。 UCS2903分压电阻选值表 电源电压 灯珠数目 分压电阻（欧姆） 1串（17mA） R-360 B,G-300 2串（17mA） R-240 B,G-110 3串（17mA） R-160 B,G-10 12伏 1串2并（34mA） R-430 B,G-360 2串2并（34mA） R-300 B,G-160 3串2并（34mA） R-200 B,G-10 4串 R-750 B,G-470 5串 R-620 B,G-270 6串 R-510 B,G-82 24伏 4串2并（34mA） R-820 B,G-510 5串2并（34mA） R-680 B,G-330 6串2并（34mA） R-560 B,G-130 封装类型 R,G,B—0805 R,G,B—0805 R,G,B—0805 R-1206,B,G—0805 R，G,B-0805 R，G,B-0805 R，G,B-1206 R-1206,B,G—0805 R-1206,B,G—0805 R，G,B-1206 R-1206,B,G—0805 R-1206,B,G—0805 封装外形图和尺寸 SOP8 符号 A A1 A2 b c D E E1 e L θ mm 最小值 1.350 0.100 1.350 0.330 0.170 4.700 3.800 5.800 0.400 0° 最大值 1.750 0.250 1.550 0.510 0.250 5.100 4.000 6.200 1.270 8° inches 最小值 0.053 0.004 0.053 0.013 0.006 0.185 0.150 0.228 0.016 0° 最大值 0.069 0.010 0.061 0.020 0.010 0.200 0.157 0.244 0.050 8° 1.270(BSC) 0.050(BSC)
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