Texas Instruments TLC5940NT

Описание

TLC5940NT — это 16-канальный драйвер светодиодов с ШИМ-управлением (PWM) и регулировкой тока, производства Texas Instruments. Микросхема предназначена для управления многоцветными светодиодными матрицами, RGB-светодиодами и светодиодными дисплеями с высоким разрешением по яркости и цветопередаче.

Ключевая особенность — встроенная схема grayscale ШИМ с 12-битным разрешением (4096 ступеней яркости) на каждый канал и 6-битная регулировка тока (64 ступени) на каждый канал. Микросхема имеет последовательный интерфейс ввода/вывода, позволяющий каскадировать до 40 микросхем без дополнительных линий управления, что даёт до 640 каналов на одну цепочку.

Применяется в LED-дисплеях, подсветке, декоративном освещении, RGB-матрицах, промышленной индикации.

Технические характеристики (TLC5940NT)

| Параметр | Значение | |---|---| | Количество каналов | 16 | | Ток на канал (макс.) | 120 мА | | Напряжение питания (VCC) | 3.0 – 5.5 В | | Напряжение на LED-выходах (VOUT) | до 17 В | | Разрешение ШИМ (grayscale) | 12 бит (4096 шагов) | | Регулировка тока (dot correction) | 6 бит (64 шага) | | Частота ШИМ | ~ 1.95 кГц (при typ. GSCLK) | | Интерфейс | Последовательный (SI, SCLK, XLAT, BLANK, GSCLK, SOUT) | | Макс. скорость SCLK | 30 МГц | | Внутренний генератор | Есть (для IREF) | | Точность согласования каналов | ±1.5 % (typ.) | | Точность между микросхемами | ±3 % (typ.) | | Защита от обрыва | Есть (LED open detection) | | Термозащита | Да (TSD/~ 150 °C) | | Корпус | PDIP-28 (NT = N, Dual-In-Line, 28 pins) | | Рабочая температура | −40 … +85 °C | | Ток покоя | ~ 4 мА (typ. при VCC=5 В без нагрузки) |

Парт-номера (Part Numbers)

Семейство TLC5940 доступно в разных корпусах и вариантах исполнения:

| Part Number | Корпус | Упаковка | Описание | |---|---|---|---| | TLC5940NT | PDIP-28 (DIP) | 13 штук/туруба | DIP-версия, THT-монтаж | | TLC5940NTG4 | PDIP-28 | 13 шт/тураба | DIP, RoHS (green) | | TLC5940PW | TSSOP-28 | 50 шт/туруба | SMD-версия для монтажа на плату | | TLC5940PWG4 | TSSOP-28 | 50 шт/туруба | TSSOP, RoHS | | TLC5940PWP | HTSSOP-28 (PowerPAD) | 50 шт/туруба | С термопадом для улучшенного охлаждения | | TLC5940PWPG4 | HTSSOP-28 | 50 шт/туруба | HTSSOP, RoHS | | TLC5940RHBT | VQFN-32 | – | | | TLC5940-EP | Enhanced Plastic версия | – | Industrial Temp / Enhanced | | TLC5940M | – | – | Mil-spec вариант (аналог) | | TLC5940-Q1 | Automotive | – | Automotive grade (с префиксом TLC5940-Q1) |

Часть с маркировкой N в конце (например, TLC5940NT = N + T) — N указывает на PDIP-28, T — тип упаковки (tuiba/rail).

Аналоги и лицензированные версии:

• SN5940 / TD62763 — ранние версии драйвера grayscale
• TLC5941 — версия TLC5940 с меньшим количеством каналов (16 vs, но схожая)
• TLC5947 — 24-канала, 12 бит, встроенный генератор (подключается проще)
• TLC5951 — 24-канала, 12 бит + dot correction 7 бит
• TLC5954 — с 48 каналами и улучшенной диагностикой
• TLC5946 — 16 каналов, 12 бит + упрощённый интерфейс
• TLC5940 от других производителей: прямых пинат-совместимых аналогов от других mfr практически нет; у TonexTech/Micro внедрены похожие ADA5940

Совместимые устройства и применение

Микросхема TLC5940 управляется МК с последовательной шиной, типичные сочетания:

• Arduino UNO / Mega / Nano / Due — популярнейшее применение (библиотеки: TLC5940, toEfx/TLC5940, Arduino SPI вручную)
• ESP32 / ESP8266 — при правильной организации SCLK
• STM32 / PIC / AVR — напрямую или через GPIO-битования
• Raspberry Pi — через SPI (до 30 МГц SCLK)
• LaunchPad от TI (MSP430) — официальная совместимость
• BeagleBone Black

Подключаемые LED и модули:

• RGB-светодиоды (with separate R/G/B leads)
• Одиночные светодиоды до 120 мА
• Мультиплексоры светодиодных матриц
• Светодиодные ленты и панели (по каналам)
• Реле и оптопары (с резистором в IREF для 5–20 мА)
• SOLID STATE Lighting модули (только управление по катоду — TLC5940 sink-based)

Особенности совместимости:

• TLC5940 — это sink-драйвер (затягивание тока на себя), поэтому светодиоды включаются: анод → к резистору → к VLED, катод → к out-пину TLC5940
• Чтобы управлять каскадом из 40 микросхем, нужно использовать SOUT и соединять их с SI следующей микросхемы
• IREF-резистор строго обязателен: I_max = 1.24 V / R_IREF × 31.5, рабочий диапазон 0.5–20 кΩ

Типовая схема включения (кратко)

1. Номиналы IREF выбирают максимальный ток канала
2. GSCLK — тактовый вход градаций серого (от МК или генератора)
3. BLANK деактивирует выходы во время загрузки данных
4. XLAT — защёлкивание данных
5. VPRG переключает режим: GS или DC (вход в режим подстройки тока / EEPROM DC registry)
6. DCPRG — источник DC данных (внутренние/внешние)
7. Выходы OUT0…OUT15 — открытые стоки (open-drain sinks)

Коротко: почему выбирают TLC5940NT

✅ 12-бит smooth grayscale без мерцаний
✅ Точная подстройка тока 6 бит
✅ до 120 мА на канал — тянет мощные светодиоды
✅ CS (каскадирование) до 640 каналов
✅ Диагностика обрыва LED
✅ Классic для Arduino и DIY-проектов

❌ sink-type: не подходит для high-side без инверсии, требует 3–17 В для выхода и внешний VLED
❌ Требует внешнего IREF-резистора
❌ Устаревающая архитектура (TI имеет TLC5947/TLC5951/PD при $ заметно дешевле)

Если нужна актуальная замена с 16 ch — TLC5940 ⇒ TLC5941/TLC5947 является обычной миграцией.