新型4串、HB LED驅(qū)動器（Maxim）

Maxim推出高度集成的4串HB (高亮度) LED驅(qū)動器MAX16814，每通道可輸出高達(dá)150mA電流。器件集成了構(gòu)建LCD TV、監(jiān)視器和汽車顯示器中高性能背光驅(qū)動器所需的所有功能。通過這種集成架構(gòu)，MAX16814能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)者提供高性價(jià)比方案，在保持高性能的同時(shí)大大簡化了照明設(shè)計(jì)。

MAX16814集成了開關(guān)DC-DC控制器，用于產(chǎn)生驅(qū)動多串LED所需的電壓。器件還具有4個(gè)帶有片內(nèi)功率MOSFET的線性電流吸收電路，為每串LED提供最高150mA的可編程電流。自適應(yīng)輸出電壓控制架構(gòu)優(yōu)化了效率，極大地降低了LED電流吸收通路的功耗。這種架構(gòu)省去了多個(gè)外部元件，簡化了空間受限應(yīng)用的設(shè)計(jì)，節(jié)省了空間。

MAX16814是LCD TV、臺式監(jiān)視器、汽車顯示器和儀表盤、以及工業(yè)顯示器背光的理想選擇。器件還非常適合用于汽車前燈和近/遠(yuǎn)光燈、以及其它SSL (固態(tài)照明)應(yīng)用。

LCD顯示器背光的新要求和新挑戰(zhàn)

HB LED正迅速取代CCFL，用于LCD TV、臺式監(jiān)視器和汽車顯示器的背光。促使這種轉(zhuǎn)變的主要動力是HB LED具有比CCFL更低的能量消耗、更小的外形尺寸以及更高的可靠性，此外HB LED不含有害化學(xué)物質(zhì)(比如：汞)。

大多數(shù)應(yīng)用采用多個(gè)LED串，并需要盡可能降低成本。多串驅(qū)動器為此類需求提供了優(yōu)異的方案，在降低成本的同時(shí)提高了集成度。但是這種方案存在許多與效率、功耗、調(diào)光能力、故障保護(hù)以及EMI (電磁干擾)相關(guān)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

在簡化設(shè)計(jì)的同時(shí)優(yōu)化效率、降低功耗

多串驅(qū)動器由開關(guān)轉(zhuǎn)換器和多路線性電流吸收電路組成。為了優(yōu)化效率，開關(guān)轉(zhuǎn)換器的輸出電壓必須設(shè)置為每串LED所需的電源電壓。優(yōu)化輸出電壓對于高溫應(yīng)用(如：汽車)極為重要，此類應(yīng)用中必須降低功耗使電路溫度保持在可接受的范圍。

傳統(tǒng)驅(qū)動器需要復(fù)雜的外部電路來設(shè)置輸出電壓，而MAX16814將該功能集成到了芯片內(nèi)部。器件的自適應(yīng)輸出電壓控制架構(gòu)自動檢測HB LED所需的電壓，從而降低了功耗。這種架構(gòu)具有較高的集成度，極大地降低了方案成本。

擴(kuò)展PWM調(diào)光范圍，適應(yīng)各種環(huán)境亮度條件

在環(huán)境亮度不斷變化的情況下工作時(shí)，系統(tǒng)需要較寬的調(diào)光范圍。此類應(yīng)用必須能夠適應(yīng)從強(qiáng)烈的日光到完全黑暗的環(huán)境亮度變化，以保證全天都具有優(yōu)異的能見度。該功能對于汽車、工業(yè)及醫(yī)療系統(tǒng)等關(guān)系生命安全的應(yīng)用尤為重要。

大多數(shù)多串驅(qū)動器的PWM占空比不能低于某個(gè)特定的最小值，以便正確設(shè)置開關(guān)轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。因此，這些驅(qū)動器的最大調(diào)光范圍通常限制在100:1。

MAX16814采用獨(dú)特的技術(shù)(專利申請中)，實(shí)現(xiàn)了5000:1的超寬PWM調(diào)光范圍，調(diào)光頻率為200Hz，能夠?qū)λ辛炼拳h(huán)境下的顯示性能進(jìn)行優(yōu)化。

確保關(guān)系生命安全應(yīng)用的可靠性

關(guān)系生命安全的應(yīng)用需要極高的可靠性和故障容限。如果一個(gè)LED失效，會突然短路或開路。這兩種情況下，HB LED驅(qū)動電路必須能夠保護(hù)自身及周圍的電氣系統(tǒng)，向電氣系統(tǒng)發(fā)出故障狀態(tài)告警信號，盡可能地減小故障對用戶的影響。

MAX16814具有開路和短路故障保護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)LED短路或開路時(shí)，驅(qū)動器檢測故障并自動關(guān)閉受影響的LED串，同時(shí)保持其它串正常工作。這種保護(hù)方式極大地降低了故障的影響，防止進(jìn)一步損壞系統(tǒng)。上述兩種故障情況下，可通過一個(gè)輸出引腳向系統(tǒng)的其它部分發(fā)出故障狀態(tài)告警信號。

此外MAX16814還具有過熱保護(hù)，防止出現(xiàn)過熱狀態(tài)時(shí)損壞電路。這些故障保護(hù)電路結(jié)合器件的高輸入電壓以及寬工作溫度范圍，能夠從根本上保證器件在惡劣的電氣和溫度環(huán)境下可靠地工作。

大大降低了EMI

電磁兼容性是許多應(yīng)用都會遇到的挑戰(zhàn)。例如，汽車應(yīng)用中常見的EMI挑戰(zhàn)是避免電子電路影響AM廣播。

MAX16814允許用戶在200kHz至2MHz范圍內(nèi)設(shè)置開關(guān)頻率，從而使工作頻率高于AM廣播頻段。另外，在同一個(gè)模塊內(nèi)使用多片MAX16814時(shí)，器件的振蕩器同步功能可大大降低EMI噪聲。上述功能可使器件減少系統(tǒng)中EMI濾波器的元件數(shù)量、尺寸和成本。

市場上集成度最高的方案

簡言之，MAX16814能夠提供市場上集成度最高的高性能、高可靠性多串HB LED驅(qū)動器方案。器件不僅集成了所有吸收電流MOSFET，還大大減少了設(shè)計(jì)所需的外部元件數(shù)量。MAX16814無需外部電路即可實(shí)現(xiàn)自動輸出電壓優(yōu)化、開路和短路LED保護(hù)以及寬范圍PWM調(diào)光等高級功能。

設(shè)計(jì)者可受益于更小的方案尺寸、更低的BOM成本和更好的系統(tǒng)性能。另外，較少的外部元件數(shù)量能夠減少可能的故障模式，增強(qiáng)了系統(tǒng)可靠性。

HB LED驅(qū)動器的其它優(yōu)勢

為提高靈活性，開關(guān)調(diào)節(jié)器能夠配置為升壓或SEPIC轉(zhuǎn)換器，因此被驅(qū)動的LED上的電壓可以高于或低于輸入電壓。其它特性包括逐周期電流限制、輸出過壓保護(hù)和過熱保護(hù)。

MAX16814工作在-40°C至+125°C汽車級溫度范圍，較寬的輸入電壓范圍(4.75V至40V)使其能夠承受40V的拋負(fù)載。器件提供增強(qiáng)散熱的4mm x 4mm、32引腳TQFN封裝和20引腳TSSOP封裝。