Core Technology · 核心技術

把數據調變進電源線,
讓每顆燈珠聽懂自己的名字

電源線載波(Power-Line Carrier)點控技術,是擎茂面對「傳統燈串只有兩根線」這個物理限制,給出的完整答案。

The Problem

為什麼一定要兩線?

主流的移位寄存架構(如 WS2811 系列)最少需要訊號、VCC、GND 三線進出;DMX512 更需要五個端口。但傳統聖誕裝飾燈的燈泡只有兩隻腳——想在不改變燈串結構、模具與生產習慣的前提下實現全點控,把訊號載到電源線上是唯一的選項

關鍵難題只有一個:如何在最短時間內,有效地賦予並識別每顆燈珠所在位置的地址碼。這決定了產品能否導入自動化生產——也是這個賽道真正的門檻。

架構所需線數意義
早期顯示屏驅動5 線(clock/data/latch+電源)只適合同一片 PCB 上布線
移位寄存三線制3 線(signal+電源)燈帶、穿孔燈主流
DMX5125 端口舞台與專業工程
電源線載波2 線相容傳統聖誕燈結構

How It Works

電力與訊號,如何共用一對線

01 · 調變 Modulation

抬高的邏輯電平

訊號與電源共用端口,就不能再用 0V/5V 區分邏輯。載波架構設置一個永遠高於晶片重置(reset)電壓的低電平,以脈寬(PWM)編碼「0」與「1」,由燈珠內部解調電路還原數據。

02 · 判碼 Decoding

下降沿起算的碼定義

長電線的內阻與寄生電感會讓波形變形。擎茂以訊號下降沿起算判定碼型,並將寬度小於 1µs 的窄脈衝直接視為雜訊忽略——多線絞合的網燈、窗簾燈也能穩定判讀。

03 · 防護 Protection

抗突波保護電路

5V CMOS 工藝的邏輯閘極怕電網突波。晶片在關鍵熔絲區域內建抗干擾保護,配合控制器端的突波吸收設計,讓 AC110/220V 高壓應用不再發生地址位移、缺色、死燈。

工作參數 目前主流工作頻率約 330K(T0L 3µs)與 200K(T0L 5µs)。畫面更新率(FPS)取決於單通道燈數——例如以 3µs 速度單串驅動 200 顆燈珠可達 16 FPS;更大規模的網燈與亮化工程,以多通道輸出線性擴充。
SMD 點控燈珠與驅動 IC 特寫

Signature · 雙層地址架構

地址碼:出廠定一層,產線寫一層

擎茂獨家的雙層地址設計,在同一顆驅動晶片上整合兩種熔絲:

  • 金屬熔絲(metal fuse)——晶圓針測前以雷射修調完成 18 bits 出廠地址(256K 組獨立地址),以批號管理避免重複。
  • 硅熔絲(poly fuse)——燈珠隨機組裝成串後,由寫址設備在線二次寫入,讓地址碼與燈珠實際位置完全同步,並以複核碼(checksum)防止重寫與位移。

結果是:所有燈串地址一致、可互換、可維修——不良燈串在窗簾燈、3D 立體燈等多串組合中可即時替換,不必與特定控制器綁定。寫址工序併入燈串自動生產機後,產速達每小時 2,400 顆,讓聖誕燈串正式進入全點控量產時代。

Evolution

五年五代:載波技術迭代之路

2015 – 2016

架構定型

PWM 調變混合電源傳送、燈珠端解調的基本架構確立。第一代以 20 組修調排位組合地址,推出並聯(P9860)、串聯(P9861)與高壓市電(P9862)三個型號,完成批量驗證。

2017

雷射修調+雙層地址

導入雷射修調金屬熔絲解決可靠度問題,並首創金屬熔絲+硅熔絲同片整合,實現「隨機組裝、事後寫址」。P9871 至今仍是銅線燈 2D/3D 應用的主力。

2018

自動化寫址量產

複核碼機制杜絕地址重寫與位移;寫址設備與燈串自動生產機整合,每小時 2,400 顆在線寫址。P9864 系列在低壓市場累計出貨突破 50KK,經兩年市場考驗零大批量客訴。

2019

高壓抗干擾世代

熔絲區抗突波保護、下降沿判碼、窄脈衝濾噪三管齊下,單通道連接數突破 256 顆,地址深度擴展至 9 bits(512 碼)。P9866 成為高低壓通用的新一代主力,同步推出 P9867/P9868 雙段地址固定碼系列切入大眾市場。

2020 →

更快寫址、更高幀率

寫址提速(9 bits 一次燒錄,產能朝每小時 4,000 顆邁進)、邊沿間距編碼提升 30% 傳輸效率、單通道 350 燈 20 FPS——並以多座晶圓廠 MPW 驗證追求極致成本與穩定度。

Control Ecosystem

從控制器到手機 APP 的完整生態

晶片只是起點。點控燈串要真正好用,還需要控制器、上位機軟件與行動端應用的完整配套。

專用控制器

開箱即用的零售方案

DC 5V/12V/24V 與 AC110/220V 全系列控制板,線性與開關電源靈活搭配,內建花色程式,按鍵或無線遙控切換,覆蓋全價位零售產品需求。

通用控制器 + 轉換器

接軌專業工程生態

轉換控制器將市售通用上位機軟件編輯的視頻訊號(SPI)轉為載波協議,多端口分控板可擴充至數千燈珠,一鍵合成圖形與視頻檔,直通城市亮化與燈光秀市場。

APP 應用

把編輯權交給使用者

支援 Wi-Fi 與藍牙 Mesh 雙向控制:自定義燈串規模、圖片取色、音樂律動、多節點同步聯網。使用者買回家就能自己編輯花色——這是點控燈串與傳統聖誕燈的最大分野。

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