[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
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1. 概 要
AP4201は2通りのインターフェイス制御を搭載した、27チャネルLED用ICです。最大100mA駆動可能な
パワーMOSFET内蔵し、設定したLED階調データに従いPWM制御でLEDを発光させることができます。
DRSET設定端子で定電流出力、オープンドレイン出力の選択が可能で、LED列のアノード側に印加する
電圧と共通にすることでシステム内の電源配線が削減できます。共通のマスターデバイスに対して最大
32個をバス接続可能であるため、多くのLEDを発光させることができます。4V以下の誤動作防止策とし
てUVLO機能を持つとともに、過電流保護機能、過熱保護機能を搭載しています。
2. 特 長
電源電圧範囲 8.0V～24.0V、4.5V～5.5V
（4.5V～5.5V使用時はVIN-VDC1間を結線して使用）
使用温度範囲 0～70°C
絶対最大定格 30V（VIN、LEDR0～8、LEDG0～8、LEDB0～8）
インターフェイス制御
- 4線式SCI(CSB, SCK, TxD, RxD)（通信クロック最大周波数 5MHz）
- シリアル-F/Fカスケード制御 （通信クロック最大周波数 10MHz）
- 3.3V/5.0V両入力信号対応 （出力は5.0V固定）
LED電流 最大100mA/ch
- 定電流出力 50mA/ch
- オープンドレイン出力 100mA/ch
（但し、全27ch同設定時のLED電流/chは上記値より小さくなります。）
LED階調 8bitのPWM方式 256階調
PWM周期 可変、PWM発生機能内蔵
一斉消灯機能 SCIインターフェイス制御時のみ設定可能
各種保護機能
- UVLO機能
- 過電流保護機能（タイマーラッチ型復帰）
- 過熱保護機能（自動復帰）
パッケージ 48-pin LQFP
用途 装飾メカ駆動用LED搭載機器
100mA 27ch LEDドライバ
AP4201
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
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3. 目 次
1. 概 要 ............................................................................................................................................................... 1
2. 特 長 ............................................................................................................................................................... 1
3. 目 次 ............................................................................................................................................................... 2
4. ブロック図と機能説明 ................................................................................................................................... 3
■ ブロック図 ................................................................................................................................................. 3
■ 機能説明 ..................................................................................................................................................... 3
5. オーダリングガイド ....................................................................................................................................... 4
6. ピン配置と機能説明 ....................................................................................................................................... 4
■ ピン配置 ..................................................................................................................................................... 4
■ 機能説明 ..................................................................................................................................................... 4
7. 絶対最大定格 ................................................................................................................................................... 9
8. 推奨動作条件 ................................................................................................................................................... 9
9. 電気的特性 ..................................................................................................................................................... 10
■ SCIインターフェイス（ACタイミング） ............................................................................................ 11
■ シリアル-F/F制御(ACタイミング) ........................................................................................................ 12
10. 機能説明 ......................................................................................................................................................... 13
10.1 動作概要 ............................................................................................................................................. 13
10.2 SCIインターフェイスコマンド説明 ............................................................................................... 13
10.3 シリアル-F/Fカスケード制御説明 ................................................................................................. 20
10.4 LED電流設定（定電流出力） .......................................................................................................... 21
10.5 入力電圧範囲（VIN） ...................................................................................................................... 22
10.6 POR動作説明...................................................................................................................................... 22
10.7 リセット時の状態説明 ..................................................................................................................... 23
10.8 保護機能説明 ..................................................................................................................................... 24
11. 外部接続回路例 ............................................................................................................................................. 25
12. パッケージ ..................................................................................................................................................... 26
■ 外形寸法図 ............................................................................................................................................... 26
■ マーキング ............................................................................................................................................... 26
13. 改訂履歴 ......................................................................................................................................................... 27
重要な注意事項 ..................................................................................................................................................... 28
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
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4. ブロック図と機能説明
■ ブロック図
UVLO
LDO1
5.0V
VIN
VDC1
THERMAL
SHUTDOWN
VREF
LEDR0
IREF
POR
1.4MHz
OSC
2-bit
DIVIDER
8-bit
COUNTER
216-bit
REGISTER
CONTROL
LOGIC
SCI
INTERFACE
PWM
GENERATOR 0
PWM
GENERATOR 0
PWM
GENERATOR 0
PWM
GENERATOR 26
CSB/LAT
SCK/CLK
TxD/SI
RxD/SO
5.0V
LEDG0
LEDB8
27
PWM[26:0]
EN
EN
TSD
A0
A1
A2
A3/CLRB
GND
PGND
A4/ENB
SCIFEN
SCIEN
ISET_R
VDC
LOW SIDE
CURRENT
SINK
Constant Current
or
Open Drain
1.0V
LEDB0
LEDR1
LEDG1
LEDB1
ISET_G ISET_B
5.0V
DRSET
DRSET
DRSET
1.0mF
1.0mF
R
ISET_R
R
ISET_G
R
ISET_B
PWMSET
PWM
PWM
VDC2
1.0mF
1.8V
LDO2
VIN
Figure 1. Block Diagram
■ 機能説明
No.
Block Diagram
Function
1
SCI
INTERFACE
SCIでPWM階調データを設定するための各設定データをレジスタに保持します。
シリアルF/F制御ではPWM階調データを取り込み、保持します。
2
CONTROL
LOGIC
SCIインストラクションを判定し動作モードをコントロールします。
3
216-bit
REGISTER
LEDR0~8、LEDG0~8、LEDB0~8 の8bitPWM階調データを保持します。
4
PWM
GENERATOR
PWM階調データとカウンタ値を比較し、PWM波形を生成します。
5
1.4MHz OSC
1.4MHzクロックを生成する発振器です。
6
2-bit DIVIDER
1.4MHzクロックを256階調CLKに分周します。
7
8-bit COUNTER
PWM周期内の256階調CLKでカウントします。
8
UVLO
電圧降下時に不安定動作を防止するためにリセット信号を生成します。
9
LDO1
内部電源電圧(5V)を生成する回路です。外部に30mA以内なら電力供給可能です。
10
LDO2
内部電源電圧(1.8V)を生成する回路です。外部への電力供給は禁止です。
11
VREF
内部基準電圧を生成する回路です。
12
IREF
内部基準電流を生成する回路です。
13
POR
電源立ち上げ時にリセット信号を生成します。
14
LOW SIDE
CURRENT SINK
定電流出力/オープンドレイン出力の切替え可能なLED出力ドライバです。
LED出力ドライバの過電流を遮断する回路も内蔵します。
15
THERMAL
SHUTDOWN
内部温度が所定値を超えるとLED端子の電流を遮断し、同時にVDC1,VDC2端子の
出力電圧を0Vにします。
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
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5. オーダリングガイド
AP4201 0～70°C 48-pin LQFP
6. ピン配置と機能説明
■ ピン配置
2 : A4/ENB
3 : CSB/LAT
4 : SCK/CLK
5 : TxD/SI
6 : RxD/SO
10 : VDC2
7 : DRSET
8 : SCIEN
9 : PWMSET
11 : VDC1
13 : VIN
37 : LEDR2
36 : LEDB3
35: LEDG3
34: LEDR3
30 : PGND
33: LEDB4
32: LEDG4
29 : LEDR4
28 : LEDB5
27 : LEDG5
26 : LEDR5
14 : ISET_R
15 : ISET_G
16 : ISET_B
17 : LEDR8
18 : LEDG8
19 : LEDB8
20 : LEDR7
21 : LEDG7
22 : LEDB7
23 : LEDR6
24 : LEDG6
31 : PGND
48 : A2
47 : A1
46 : A0
12 : GND
45: LEDB0
44 : LEDG0
43: LEDR0
42 : LEDB1
41: LEDG1
40: LEDR1
39 : LEDB2
1 : A3/CLRB
38 : LEDG2
25 : LEDB6
■ 機能説明
No.
Pin Name
Equivalent Circuit
Function
1
A3/CLRB
VDC1VDC1
ICアドレス入力端子3。（100kΩプルアップ抵抗内蔵）
GND接続、又はOPENにて設定します。
シリアル-F/F用CLRB入力端子。
シフトレジスタのデータクリア端子です。
2
A4/ENB
VDC1VDC1
ICアドレス入力端子4。（100kΩプルアップ抵抗内蔵）
GND接続、又はOPENにて設定します。
シリアル-F/F用ENB入力端子。
シフトレジスタデータをPWMデータに反映／否を制御し
ます。
(Top View)
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
- 5 -
No.
Pin Name
Equivalent Circuit
Function
3
CSB/LAT
VDC1
SCI用ストローブ信号入力端子。
CSB端子を”H”レベルから”L”レベルにすると、各命令が受
け付けられます。コマンド入力中およびデータ入出力中
に、CSB端子は常に”L”レベルでなければなりません。コ
マンド中にCSB端子が”H”レベルになると、その命令は無
視されます。
シリアル-F/F用LAT信号入力端子。
シフトレジスタのLAT信号を入力します。
4
SCK/CLK
VDC1
SCI用クロック信号入力端子。
書き込みは、SCKの立ち上りエッジでTxD端子から取り込
まれ、読み出しは、SCKの立ち下りエッジでRxD端子に出
力されます。SCK端子にクロックを常時入力する必要はあ
りません。
シリアル-F/F用CLK信号入力端子。
シフトレジスタのCLK信号になります。
5
TxD/SI
VDC1
SCI用データ信号入力端子。
コマンド、書き込みデータを入力します。
シリアル-F/F用SI信号入力端子。
シフトレジスタのDATA信号を入力します。
LEDB0発光データを決定するF/Fに入力されます。
6
RxD/SO
VDC1
SCI用データ信号出力端子。
読み出しデータを出力します。
データ出力時以外は、Hi-Zを出力します。
シリアル-F/F用SO信号出力端子。
シフトレジスタのDATA信号を出力します。
LEDR8発光データを決定するF/Fより出力されます。
7
DRSET
VDC1VDC1
ドライバ出力の定電流/オープンドレイン切替え端子。
（100kΩプルアップ抵抗内蔵）
GND接続、又はOPENにて設定します。GND接続すると、
オープンドレインドライバとして動作します。
8
SCIEN
VDC1VDC1
シリアルインターフェイスイネーブル端子。
（100kΩプルアップ抵抗内蔵）
GND接続、又はOPENにて設定します。GND接続すると、
シリアルF/F制御として動作し、OPENにするとSCI制御と
して動作します。
9
PWMSET
VDC1
PWM周期切り替え端子。（100kΩプルダウン抵抗内蔵）
VDC1接続、又はOPENにて設定します。
GND接続(OPEN)時：階調PWM周期＝低速546µs(typ)
VDC1接続時：階調PWM周期＝高速364µs(typ)
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
- 6 -
No.
Pin Name
Equivalent Circuit
Function
10
VDC2
Internal
circuit
VIN
内蔵1.8V出力LDO2の出力端子。
IC外への電流供給は禁止です。
1.0µFのコンデンサをVDC2端子-GND間に接続してくださ
い。
11
VDC1
Internal
circuit
VIN
内蔵5V出力LDO1の出力端子。
IC外への電流供給は最大30mAです。1.0µFのコンデンサを
VDC1端子-GND間に接続してください。
12
GND
-
グランド。
13
VIN
VDC
IC電源入力端子。
内蔵5V出力及び1.8V出力LDOの入力になります。1.0µFの
コンデンサをVIN端子-GND間に接続してください。
14
ISET_R
1.0V
+
-
VDC1
LEDR0～8電流値設定端子です。
GND間に抵抗を外付けして電流を設定します。
15
ISET_G
14番ピンと同じ
LEDG0～8電流値設定端子です（設定方法は14番ピンと同
じ）。
16
ISET_B
14番ピンと同じ
LEDB0～8電流値設定端子です（設定方法は14番ピンと同
じ）。
17
LEDR8
LEDカソード接続端子R8。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
18
LEDG8
同上
LEDカソード接続端子G8。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
19
LEDB8
同上
LEDカソード接続端子B8。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
20
LEDR7
同上
LEDカソード接続端子R7。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
21
LEDG7
同上
LEDカソード接続端子G7。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
22
LEDB7
同上
LEDカソード接続端子B7。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
- 7 -
No.
Pin Name
Equivalent Circuit
Function
23
LEDR6
22番ピンと同じ
LEDカソード接続端子R6。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
24
LEDG6
同上
LEDカソード接続端子G6。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
25
LEDB6
同上
LEDカソード接続端子B6。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
26
LEDR5
同上
LEDカソード接続端子R5。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
27
LEDG5
同上
LEDカソード接続端子G5。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
28
LEDB5
同上
LEDカソード接続端子B5。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
29
LEDR4
同上
LEDカソード接続端子R4。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOS-FETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
30
PGND
-
LED電流用グランド。
31
PGND
-
LED電流用グランド。
32
LEDG4
29番ピンと同じ
LEDカソード接続端子G4。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
33
LEDB4
同上
LEDカソード接続端子B4。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
34
LEDR3
同上
LEDカソード接続端子R3。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
35
LEDG3
同上
LEDカソード接続端子G3。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
36
LEDB3
同上
LEDカソード接続端子B3。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
37
LEDR2
同上
LEDカソード接続端子R2。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
38
LEDG2
同上
LEDカソード接続端子G2。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
39
LEDB2
同上
LEDカソード接続端子B2。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
40
LEDR1
同上
LEDカソード接続端子R1。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
41
LEDG1
同上
LEDカソード接続端子G1。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
42
LEDB1
同上
LEDカソード接続端子B1。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
43
LEDR0
同上
LEDカソード接続端子R0。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
44
LEDG0
同上
LEDカソード接続端子G0。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
45
LEDB0
同上
LEDカソード接続端子B0。定電流/オープンドレイン出力。
内蔵MOSFETを制御しLEDを設定輝度で発光させます。
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
- 8 -
No.
Pin Name
Equivalent Circuit
Function
46
A0
VDC1VDC1
ICアドレス入力端子0。（100kΩプルアップ抵抗内蔵）
GND接続、又はOPENにて設定します。
47
A1
VDC1VDC1
ICアドレス入力端子1。（100kΩプルアップ抵抗内蔵）
GND接続、又はOPENにて設定します。
48
A2
VDC1VDC1
ICアドレス入力端子2。（100kΩプルアップ抵抗内蔵）
GND接続、又はOPENにて設定します。
Note 1: 未使用端子の端子処理について；AP4201は2通りのLED階調データ設定インターフェイスのいず
れを選択した場合も、未使用となる端子は全てOPENとして下さい。GND接続等の結線を伴う端子処理
は不要です。番号3～5の端子は未使用になることが無い為、IC内部で端子処理を不要とする回路を内蔵
しておりません。IC電源が印加された状態では常時Hi-Zとならない制御が必要になります。
Note 2: PGND端子とGND端子はIC内部で接続されていません。IC外部で接続するよう対応下さい。
Note 3: 記号は高耐圧のMOSであり、端子耐圧が高いことを意味します。
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
- 9 -
7. 絶対最大定格
Parameter
Symbol
min
max
Unit
VIN電圧
V
IN
-0.3
30
V
LEDR0-8,LEDG0-8,LEDB0-8電圧
V
LED
-0.3
30
V
CSB/LAT,SCK/CLK,TxD/SI,A0-2,A3/CLRB,A4/ENB,RxD/SO,
DRSET電圧(Note 7)
-
-0.3
V
DC1
+0.3
V
VDC2電圧
-
-0.3
1.98
V
PWMSET,VDC1,ISET_R,ISET_G,ISET_B電圧
-
-0.3
5.5
V
許容消費電力(Note 5,Note 6)
P
D
-
1400
mW
保存温度範囲
T
STG
-40
150
°C
Note 4. 電圧は全て、GND端子(GND, PGND)を基準とした値です。
Note 5. Ta=25°C以上では、14mW/°Cで減衰します。(100×103mm(t=1.0mm)FR-4両面基板実装時)
Note 6. 熱設計を行う場合、LED端子以外に内蔵レギュレータ発熱量を含めた熱設計を御願い致します。
・定電流出力使用時：
IC消費電力 = LED端子消費電力［LED電流×LED端子電圧×使用LED端子数］
＋内蔵レギュレータ消費電力［（VIN－VDC1）×（VDC1出力電流＋IC消費電流8.5mA）］
＋VDC1×IC消費電流8.5mA
・オープンドレイン出力使用時：
IC消費電力 = LED端子消費電力［LED電流×LED電流×LED端子オン抵抗9.3Ω］×使用LED端子数
＋内蔵レギュレータ消費電力［（VIN－VDC1）×（VDC1出力電流＋IC消費電流2mA）］
＋VDC1×IC消費電流2mA
Note 7. VDC1が5.2Vを超える場合、最大値は5.5Vに制限します。
注意：この値を超えた条件で使用した場合、デバイスを破壊することがあります。また通常の動作は保
証されません。
8. 推奨動作条件
Parameter
Symbol
min
typ
max
Unit
Condition
入力電圧範囲1
V
IN1
8.0
12.0
24.0
V
VIN端子とVDC1端子を結
線しない場合
入力電圧範囲2
V
IN2
4.5
5.0
5.5
V
VIN端子とVDC1端子を結
線する場合
最大LDO1出力電流
I
DC
-
-
30
mA
V
IN
=12V
最大LED端子電圧
V
LEDOFF
-
-
24.0
V
LED端子Off 設定時
動作周囲温度
Ta
0
-
70
°C
Note 8. 入力全圧範囲（VIN端子電圧）は5.5V超～8.0V未満は使用禁止です。
注意：本データシートに記載されている条件以外のご使用に関しては、当社では責任を負いかねますの
で、十分ご注意下さい。
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
- 10 -
9. 電気的特性
（特に指定が無い場合、V
IN
=12V, GND=PGND=0V, Ta=25°C，VIN,VDC1,2端子容量=1.0μF
DRSET=”H”時(定電流)はRISET_R=RISET_G=RISET_B= 33.3kΩ）
Parameter
Symbol
min
typ
max
Unit
Condition
消費電流
I
DD1
-
1.2
2.0
mA
DRSET=”L”(オ ー プン ド レイン )
PWM Duty=0%
I
DD2
-
1.3
2.0
mA
DRSET=”L”(オープンドレイン)
PWM Duty=50%,
I
DD3
-
5.0
8.5
mA
DRSET=”H” (定電流)
PWM Duty=0%
I
DD4
-
5.0
8.5
mA
DRSET=”H” (定電流)
PWM Duty=50%
VINリセット電圧
VIN
RST
-
4.0
4.2
V
動作状態からの降下
VINヒステリシス幅
VIN
HYS
-
0.2
-
V
VIN
RST
とVINセット電圧
（VIN
SET
）間のヒステリシス
(VIN
SET
＞VIN
RST
)
LDO1出力電圧
V
DC1
4.75
5.0
5.25
V
V
IN
=12V, I
DC1
=-30mA (Note 9)
LDO2出力電圧
V
DC2
-
1.8
-
V
V
IN
=12V, I
DC2
=-0mA
許容LED電流（/1ch）
（全数検査実施対象外）
I
LEDO
-
-
100
mA
DRSET=”L” (オープンドレイン)
I
LEDC
-
-
50
mA
DRSET=”H” (定電流)
LED電流遮断MOSFET
オン抵抗
R
LED
-
6
9.3
Ω
DRSET=”L”(オープンドレイン)
LED電流=+100mA
LED端子電圧（全27ch共通）
V
LED
1.8
-
(Note 10)
V
DRSET=”H” (定電流)
LED電流=+50mA
R
ISET
=20kΩ
0.8
-
V
DRSET=”H” (定電流)
LED電流=+15mA
R
ISET
=66.7kΩ
LED電流精度1
I
LEDC1
28.05
30.0
31.95
mA
DRSET=”H” (定電流)
LED電流精度2
I
LEDC2
13.95
15.0
16.05
mA
DRSET=”H” (定電流)
R
ISET
=66.7kΩ
LEDチャネル間電流精度
△I
LED
-4
-
4
%
DRSET=”H” (定電流) (Note 11)
LED端子オフリーク電流
I
LEAKLED
-
-
1.0
μA
LED端子電圧 = 24V
PWM周期精度
T
PWM
-10
-
+10
%
全設定値に適用
PWM設定範囲
D
PWM
0
-
100
%
全設定値に適用
PWM設定誤差
-
-
±1
-
LSB
PWMSET=”L”
-
-
±1
-
LSB
PWMSET=”H”
入力ハイレベル電圧
V
IH
2.5
-
5.5
V
入力ロウレベル電圧
V
IL
-0.2
-
0.5
V
出力ハイレベル電圧
V
OH
3.7
-
5.3
V
I
O
=-500μA
出力ロウレベル電圧
V
OL
0
-
0.8
V
I
O
=+500μA
入力リーク電流
I
LI
-1.0
-
1.0
μA
CSB,SCK,TxD端子
出力リーク電流
I
LO
-1.0
-
1.0
μA
Note 9. I
DC1
=-30mAは、内蔵5V出力LDO1（VDC1端子）より30mAをIC外部へ出力した状態を意味します。
Note 10. V
LED
上限値は、絶対最大定格30V以下でも許容消費電力上、設定できない範囲が存在します。
設定目安は10.8 保護機能説明をご参照下さい。
Note 11.
100
II
II
(%)I
LEDxxMINLEDxxMAX
LEDxxMINLEDxxMAX
LED
△
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
- 11 -
■ SCIインターフェイス（ACタイミング）
Table 1. SCIタイミング
Parameter
Symbol
min
typ
max
Unit
Condition
SCK周期
t
SCKP
200
-
-
ns
SCKパルス幅
t
SCKW
60
-
-
ns
CSBセットアップ時間
t
CSS
50
-
-
ns
CSBホールド時間
t
CSH
70
-
-
ns
データセットアップ時間
t
DIS
50
-
-
ns
データホールド時間
t
DIH
70
-
-
ns
RxD端子出力遅延時間
t
PD
-
-
80
ns
C
L
=100pF
-
-
50
ns
C
L
=20pF
CSBハイレベル最小時間
t
CS
2
-
-
μs
RxD端子ハイインピーダンス
出力遅延時間
t
OZ
-
-
250
ns
C
L
=100pF
SCK,CSB,TxD立上り時間
t
SCR
-
-
t
SCKW
の
15%
ns
t
SCKW
＜4000ns
-
-
600
ns
t
SCKW
≧4000ns
SCK,CSB,TxD立下り時間
t
SCF
-
-
t
SCKW
の
15%
ns
t
SCKW
＜4000ns
-
-
600
ns
t
SCKW
≧4000ns
CSB
SCK
TxD
RxD
tCS tCSS
tSCKP
tSCKW tSCKW
tDIS tDIH
Hi-Z
Figure 2. SCIインターフェイス タイミングチャート1
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
- 12 -
CSB
SCK
TxD
RxD
tSCKH
tSCKP
tSCKW tSCKW
tDIS tDIH
Hi-Z
“H”
“L”
tPD tPD
CSB
SCK
TxD
RxD
tOZ
tCSH
SCK, CSB, TxD
0.8 VDC
tSCR
tSCF
0.2 VDC
Figure 3. SCIインターフェイス タイミングチャート2
■ シリアル-F/F制御(ACタイミング)
Table 2. シリアル-F/F制御タイミング
Parameter
Symbol
min
typ
max
Unit
Condition
CLK周期
t
CLP
100
-
-
ns
CLKパルス幅
t
CLW
40
-
-
ns
データセットアップ時間
t
DIS
25
-
-
ns
データホールド時間
t
DIH
40
-
-
ns
LATパルス幅
t
LAW
2
-
-
μs
上表以外のCLK(SCK), LAT(CSB),SI(TxD),SO(RxD)についてのACタイミング仕様はデータセットアップ
時間、データホールド時間を除きSCIインターフェイスと同じ値となります。ただし、SO(RxD)端子出力
遅延時間についてはCL=20pFのときの値を適用します。
CLK
LAT
t
CLW
t
CLP
t
CLW
t
LAW
t
LAW
Figure 4. シリアルF/F制御 タイミングチャート
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
- 13 -
10. 機能説明
10.1 動作概要
AP4201は2通りのインターフェイス（4線式SCI制御、シリアル-F/F制御）で設定したデータによりLED
の発光を制御します。階調データ設定方法は、PWM制御階調（8bit）をICレジスタに書き込むSCI制御
とシフトレジスタに書き込むシリアル-F/F制御があり、DRSET端子設定にて定電流出力、オープンドレ
イン出力の選択ができます。LED電流の設定はオープンドレイン出力ではLED端子毎に直列外部抵抗で
設定し、定電流出力ではISET_R, ISET_G, ISET_B 端子に電流設定用抵抗で設定することができます。
SCI制御では、A4～A0端子の短絡／開放で設定するICアドレス、SCIインターフェイス経由で決定する
LED端子アドレスがあります。ICアドレスを持つことで、SCIインターフェイス配線のバス接続を可能
にします。また、SCI制御時、LEDの一斉消灯が対応可能です。PWM周波数は、PWMSET端子で2通り
の周波数を選択することができ、リフレッシュ周期を最適化する場合に有効です。
Table 3. 設定端子説明表
DRSET端子
ドライバ出力
SCIEN端子
インターフェイス
GND接続 (“L”)
オープンドレイン出力
GND接続 (“L”)
シリアル-F/F制御
OPEN (“H”)
定電流出力
OPEN (“H”)
SCI制御
PWMSET端子
調光PWM周波数[Hz] (同周期[µs]) (typ)
GND 接続 (“L”)
1830Hz (546µs)
VDC1 接続 (“H”)
2745Hz (364µs)
10.2 SCIインターフェイスコマンド説明
Table 4. コマンド内訳説明表（初期16-bitの送信部をコマンド部と呼びます。）
命令内容
設定動作
補足
インストラクション
初期4-bitで命令内容を指定
「A4～A0」
ICのアドレス指定
Pin設定と異なる命令は無視する
([H]表示)
「RW」
「1」= 書き込み
「0」= 読み出し
-
「ALL」
「1」= 全LED端子対象
（全RGBセット）
「0」= ch3～ch0設定に準拠
「ch3～ch0」の設定より優先される
「RST」
「1」= LED階調PWM出力を停止
「0」=通常動作の設定値
PWM出力を停止する場合のみ「１」を設定
「RW」=「ALL」=「RST」＝「１」のみ
停止される
「ch3～ch0」
ALL=「0」時、対象RGBセットの指定
-
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
- 14 -
Table 5. LEDラインアドレス
LEDラインアドレス
選択ch
（LEDライン）
LEDラインアドレス
選択ch
（LEDライン）
ch3
ch2
ch1
ch0
ch3
ch2
ch1
ch0
0
0
0
0
LEDR0, LEDG0, LEDB0
1
0
0
0
LEDR8, LEDG8, LEDB8
0
0
0
1
LEDR1, LEDG1, LEDB1
1
0
0
1
LEDR8～LEDR0
LEDR端子を順番に書込み
0
0
1
0
LEDR2, LEDG2, LEDB2
1
0
1
0
LEDG8～LEDG0
LEDG端子を順番に書込み
0
0
1
1
LEDR3, LEDG3, LEDB3
1
0
1
1
LEDB8～LEDB0
LEDB端子を順番に書込み
0
1
0
0
LEDR4, LEDG4, LEDB4
1
1
0
0
LED*8～LED*0
LEDR,G,B端子へ同色同士、
同じデータを書込み
0
1
0
1
LEDR5, LEDG5, LEDB5
1
1
0
1
LED**
全LED端子に同じデータを
書き込み
0
1
1
0
LEDR6, LEDG6, LEDB6
1
1
1
0
設定禁止
0
1
1
1
LEDR7, LEDG7, LEDB7
1
1
1
1
Table 6. コマンド部説明表
命令内容 RW ALL RST
SCL（発数） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
通常命令 0 0 1 0
非反映命令 0 0 0 1
ラッチ命令 0 0 0 0
TxD
入力不要
RW
ch0
ALL
RST
ch3
ch2
A4
A3
A2
A1
A0
ch1
端子
インストラクション
ICアドレス
SCK
LEDラインアドレス
Note 12. CSB=”L”時（コマンド入力中）のA4~A0端子の設定変更は禁止です。
Note 13.
1. 通常命令は、命令終了後のCSB＝”H”時に、命令内で設定した階調PWMデータが、LEDの発光に
反映されます。
2. 非反映命令は、命令終了後のCSB＝”H”時に、命令内で設定した階調PWMデータを、LED発光に
反映させません。LED発光は、本命令実行前後での変化はありません。
3. ラッチ命令は、LEDに発光反映させるタイミングを指示する命令です。通常命令同様、命令終了
後のCSB=”H”時に、IC内全階調PWMデータを発光反映させるよう動作します。ラッチ命令は、IC
間の発光反映タイミングを同一にしたい場合を想定した機能です。
4. ラッチ命令実行時に、IC電源投入後、一度もデータ設定が無いLEDは、「消灯」が反映されます。
5. ラッチ命令の場合、インストラクション部（4bit）の入力完了後にCSBを”H”にすることが可能で
す。
6. ALL=「0」時、設定する階調PWMデータは1-RGBセット分（＝3-LEDライン分）の設定が必要で
す。例えばch3～ch0＝［0,0,1,1］時は、（R3D7～R3D0）（G3D7～G3D0）（B3D7～B3D0）を同
一コマンドでデータ設定することが必須になります。
7. ALL=「0」時、指定するLEDラインアドレスを「設定禁止」で連続2回設定を行うとICの出荷検
査テスト状態になる場合があります。（回避するには電源再投入が必要になります）
Table 7. ICアドレス表
ICアドレスデータ[A4~A0] 指定したICアドレスに対する命令になります。
00000＝アドレス0
00001＝アドレス1
00010＝アドレス2
00011＝アドレス3
00100＝アドレス4
00101＝アドレス5
00110＝アドレス6
00111＝アドレス7
01000＝アドレス8
01001＝アドレス9
01010＝アドレス10
01011＝アドレス11
01100＝アドレス12
01101＝アドレス13
01110＝アドレス14
01111＝アドレス15
10000＝アドレス16
10001＝アドレス17
10010＝アドレス18
10011＝アドレス19
10100＝アドレス20
10101＝アドレス21
10110＝アドレス22
10111＝アドレス23
11000＝アドレス24
11001＝アドレス25
11010＝アドレス26
11011＝アドレス27
11100＝アドレス28
11101＝アドレス29
11110＝アドレス30
11111＝アドレス31
Note 14. ICアドレスの設定(GND接続、又はOPEN)はA4~A0端子にてアドレス0~31を設定してください。
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
- 15 -
Table 8. 通常命令の個別事例表
通常命令 RW ALL RST
SCL（発数） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
例１ 0 0 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 1 1 0 － － － －
例２ 0 0 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 1 0 0 0 1 0 0
例３ 0 0 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 0 1 0 － － － －
例４ 0 0 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 0 0 0 1 0
例５ 0 0 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 1 1 1 － － － －
例６ 0 0 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 1 0 0 1 0 0 1
例７ 0 0 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 1 0 0 1 1 0 0
SCK
TxD
インストラクション
ICアドレス
端子
LEDラインアドレス
Note 15. 以下記載の「データ」とは、各々の場合に対応するLEDの階調PWMデータを意味します。
また、階調PWMデータでは発光させる比を16進数で設定します。8bitデータの10(H)は16/255を発光
させることになります（All-0＝00(H)＝消灯）。
例1：ICアドレスで指定したICに、LED階調8-bit構成（固定）でデータを書き込みます。「ALL」=1
に従い、全LEDラインにデータを書き込みます。この際、LEDラインアドレスの設定内容は無視
されますが、4-bit分のCLK入力は必要になります。初期16-bitのコマンド部に続き、8-bit×27LED
ライン＝216-bitのデータ入力が必要になります。
例2：ICアドレスで指定したICに、LED階調8-bit構成（固定）でデータを書き込みます。「ALL」=0
に従い、指定された3色分のLEDライン（LEDR4、LEDG4、LEDB4）にデータを書き込みます。
初期16-bitのコマンド部に続き、8-bit×3LEDライン＝24-bitのデータ入力が必要になります。
例3：ICアドレスで指定したICに、LED階調8-bit構成（固定）でデータを読み出します。「ALL」=1
に従い、全LEDラインのデータを読み出します。この際、LEDラインアドレスの設定内容は無視
されますが、4-bit分のCLK入力は必要になります。初期16-bitのコマンド部に続き、8-bit×27LED
ライン＝216-bitのデータ読み出し用CLK入力が必要になります。
例4：ICアドレスで指定したICに、LED階調8-bit構成（固定）でデータを読み出します。「ALL」=0
に従い、指定された3色分のLEDライン（LEDR2、LEDG2、LEDB2）よりデータを読み出します。
この際、初期16-bitのコマンド部に続き、8-bit×3LEDライン＝24-bitのデータ読み出し用CLK入力
が必要になります。
例5：本コマンドは「一斉消灯機能」です。
ICアドレスで指定したICに、「RW」=「ALL」=「RST」=1に従い、現在の発光状態を消灯させ
ます。本コマンドは、IC内の全LEDラインを消灯させるコマンドであり、消灯前のLED階調デー
タは継続記憶したコマンドです。記憶しているLED階調データで再発行させる場合は、「ラッチ
命令」実行にて発光します。本コマンド成立条件は、インストラクションが「通常命令」設定
であること、「RW」=「ALL」=「RST」=1であること、命令長が16-bit以上（16-bit分以上のCLK
入力が必要）であること、の3条件です。尚、成立条件が非成立にもかかわらず「RST」=1とな
るコマンドの入力時は、「RST」=0として動作します。
（本コマンドは、LEDをダイナミック駆動、Scan駆動させる際に有効なコマンドです。）
例6：ICアドレスで指定したICに、LED階調8-bit構成（固定）でデータを書き込みます。「ALL」=0
とLEDライン設定（ch3～ch0）に従い、以下の順で「R」のみのLEDラインにデータを書き込み
ます。
(R8D7～R8D0)(R7D7～R7D0)・・・ (R0D7～R0D0)［合計8-bit×9LEDライン＝72-bit（Data部bit数）］
例7：ICアドレスで指定したICに、LED階調8-bit構成（固定）でデータを書き込みます。「ALL」=0
とLEDライン設定（ch3～ch0）に従い、以下の順で1種類の3色分LEDラインにデータを書き込み
ます。
(RxD7～RxD0)(GxD7～GxD0)(BxD7～BxD0)［合計8-bit×3LEDライン＝24-bit（Data部bit数）］
本LEDライン設定では、書き込んだ1種類の3色分LEDラインデータが全LEDラインに反映され
ます。
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
- 16 -
・動作タイミング（概要）
SCK
TxD
RW=1,ALL=1,RST=0,ch3～ch0=任意 の場合 （RxDはHi-Z出力される）
CSB
0 0 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 RW ALL RST ch3 ch2 ch1 ch0
1 162 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
SCK
TxD
B8D5 B8D4 B8D3 B8D2 B8D1 B8D0 R7D7 R7D6 R7D5 R7D4 R7D3 R7D2 R7D1 R7D0
33
4842 43 44 45 46 47
34 35 36 37 38 39 40 41
B8D7 B8D6
SCK
TxD
G0D5 G0D4 G0D3 G0D2 G0D1 G0D0 B0D7 B0D6 B0D5 B0D4 B0D3 B0D2 B0D1 B0D0
217
232226 227 228 229 230 231
218 219 220 221 222 223 224 225
G0D7 G0D6
CSB
SCK
TxD
R8D5 R8D4 R8D3 R8D2 R8D1 R8D0 G8D7 G8D6 G8D5 G8D4 G8D3 G8D2 G8D1 G8D0
17
3226 27 28 29 30 31
18 19 20 21 22 23 24 25
R8D7 R8D6
SCK
TxD
RW=1,ALL=0,RST=0,ch3～ch0=0100 の場合 （RxDはHi-Z出力される）
CSB
0 0 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 RW ALL RST ch3 ch2 ch1 ch0
1 162 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
CSB
SCK
TxD
B4D5 B4D4 B4D3 B4D2 B4D1 B4D0
33
34 35 36 37 38 39 40
B4D7 B4D6
SCK
TxD
R4D5 R4D4 R4D3 R4D2 R4D1 R4D0 G4D7 G4D6 G4D5 G4D4 G4D3 G4D2 G4D1 G4D0
17
3226 27 28 29 30 31
18 19 20 21 22 23 24 25
R4D7 R4D6
階調データ対象LEDライン： R4、G4、B4
データ書き込み順序（MSB-first）：
R4D7,R4D6,,,,,R4D1,R4D0,G4D7,G4D6,,,,,G4D1,G4D0,B4D7,B4D6,,,,,B4D1,B4D0
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
- 17 -
SCK
TxD
RW=0,ALL=1,RST=0,ch3～ch0=任意 の場合
CSB
0 0 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 RW ALL RST ch3 ch2 ch1 ch0
1 162 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
SCK
TxD
33
4842 43 44 45 46 47
34 35 36 37 38 39 40 41
SCK
TxD
217
232226 227 228 229 230 231
218 219 220 221 222 223 224 225
CSB
SCK
TxD
17
3226 27 28 29 30 31
18 19 20 21 22 23 24 25
RxD
Hi-Z
RxD
R8D5 R8D4 R8D3 R8D2 R8D1 R8D0 G8D7 G8D6 G8D5 G8D4 G8D3 G8D2 G8D1 G8D0
R8D7 R8D6
RxD
B8D5 B8D4 B8D3 B8D2 B8D1 B8D0 R7D7 R7D6 R7D5 R7D4 R7D3 R7D2 R7D1 R7D0
B8D7 B8D6
RxD
G0D5 G0D4 G0D3 G0D2 G0D1 G0D0 B0D7 B0D6 B0D5 B0D4 B0D3 B0D2 B0D1 B0D0
G0D7 G0D6
SCK
TxD
RW=0,ALL=0,RST=0,ch3～ch0=0010 の場合
CSB
0 0 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 RW ALL RST ch3 ch2 ch1 ch0
1 162 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
SCK
TxD
CSB
RxD
Hi-Z
RxD
B2D1 B2D0
B2D3 B2D2
SCK
TxD
17
3226 27 28 29 30 31
18 19 20 21 22 23 24 25
RxD
R2D5 R2D4 R2D3 R2D2 R2D1 R2D0 G2D7 G2D6 G2D5 G2D4 G2D3 G2D2 G2D1 G2D0
R2D7 R2D6
33
34 35 36 37 38 39 40
B2D4
B2D6 B2D5
B2D7
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
- 18 -
SCK
TxD
RW=1,ALL=1,RST=1,ch3～ch0=任意 の場合 （RxDはHi-Z出力される）
CSB
0 0 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 RW ALL RST ch3 ch2 ch1 ch0
1 162 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
SCK
TxD
RW=1,ALL=0,RST=0,ch3～ch0=1001 の場合 （RxDはHi-Z出力される）
CSB
0 0 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 RW ALL RST ch3 ch2 ch1 ch0
1 162 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
SCK
TxD
R6D5 R6D4 R6D3 R6D2 R6D1 R6D0 R5D7 R5D6 R5D5 R5D4 R5D3 R5D2 R5D1 R5D0
33
4842 43 44 45 46 47
34 35 36 37 38 39 40 41
R6D7 R6D6
SCK
TxD
R1D5 R1D4 R1D3 R1D2 R1D1 R1D0 R0D7 R0D6 R0D5 R0D4 R0D3 R0D2 R0D1 R0D0
73
8882 83 84 85 86 87
74 75 76 77 78 79 80 81
R1D7 R1D6
CSB
SCK
TxD
R8D5 R8D4 R8D3 R8D2 R8D1 R8D0 R7D7 R7D6 R7D5 R7D4 R7D3 R7D2 R7D1 R7D0
17
3226 27 28 29 30 31
18 19 20 21 22 23 24 25
R8D7 R8D6
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
- 19 -
SCK
TxD
RW=1,ALL=0,RST=0,ch3～ch0=0000～0111 の場合 （RxDはHi-Z出力される）
CSB
0 0 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 RW ALL RST ch3 ch2 ch1 ch0
1 162 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
CSB
SCK
TxD
B*D5 B*D4 B*D3 B*D2 B*D1 B*D0
33
34 35 36 37 38 39 40
B*D7 B*D6
SCK
TxD
R*D5 R*D4 R*D3 R*D2 R*D1 R*D0 G*D7 G*D6 G*D5 G*D4 G*D3 G*D2 G*D1 G*D0
17
3226 27 28 29 30 31
18 19 20 21 22 23 24 25
R*D7 R*D6
[AP4201]
015008157-J-00 2015/06
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10.3 シリアル-F/Fカスケード制御説明
シリアル-F/F制御はLED階調データをシリアルで入力し(8bit×27ch=216bit)、IC内シフトレジスタから
PWMデータを設定してLEDを制御します。また、SO端子を次段のICのSI端子へ接続することで複数IC
のシフトレジスタを繋げて制御することが出来ます。
Table 9. シリアル-F/Fカスケード制御
入力
シフトレジスタ
ラッチデータ
LED端子
CLRB
CLK
LAT
ENB
L
×
×
×
L
L
off
H
L
H
データシフト(Note 16）
SI→PWM_B0→PWM_G0→
PWM_R0→
PWM_B1→
：
：
PWM_7R→
PWM_8B→PWM_8G→
PWM_8R→SO
保持
off
H
L
L
データシフト(Note 16)
SI→PWM_B0→PWM_G0→
PWM_R0→
PWM_B1→
：
：
PWM_7R→
PWM_8B→PWM_8G→
PWM_8R→SO
保持
ON at PWM信号 =‘1’
off at PWM信号 =‘0’
H
L
H
シフトせず
転送
off
H
L
L
シフトせず
転送
ON at PWM信号 =‘1’
off at PWM信号 =‘0’
H
×
×
L
－
－
ON at PWM信号 =‘1’
off at PWM信号 =‘0’
Note 16. PWM_Rx、PWM_Gx、PWM_Bx（x=8～0）は各chのPWM階調データ(8bit)のシフトを表します。
（CSI制御同様、MSBより順に入力する設定方法）
例: PWM_B0は“B0D0→B0D1→B0D2→B0D3→B0D4→B0D5→B0D6→B0D7”
（B0D0はLEDB0の階調データのLSB、B0D7はLEDB0の階調データのMSB）
SI
CLK
LAT
ENB
PWM信号（LAT立ち上がりでPWMデータ取り込
み、及び、PWM信号開始）
LED発光制御信号（ENB立ち下がりでLED出力変化）
LAT立ち上がりでSI入力シフトデータを複数chipで同時に取り込み、
chip毎にENB=0のときにLED発光制御信号を出力（ENB=1のときには全chがOFF）
Figure 5. タイミングチャート
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