MAX1553/MAX1554：高效驅(qū)動(dòng)2 - 10顆白光LED的升壓轉(zhuǎn)換器

在當(dāng)今的電子設(shè)備中，顯示屏的背光源至關(guān)重要，尤其是在手機(jī)、PDA等手持設(shè)備中。MAX1553/MAX1554作為高效的升壓轉(zhuǎn)換器，為白光LED提供了出色的驅(qū)動(dòng)方案。下面，我們就來詳細(xì)了解一下這兩款芯片。

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一、產(chǎn)品概述

MAX1553/MAX1554能夠以恒定電流驅(qū)動(dòng)串聯(lián)的白光LED，為手機(jī)、PDA和其他手持設(shè)備提供高效的顯示屏背光源。其內(nèi)部集成了一個(gè)40V、低RDSON的N溝道MOSFET開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)高效率和最長的電池使用壽命。

不同型號(hào)電流限制

• MAX1553的電流限制為480mA，可驅(qū)動(dòng)2 - 6顆白光LED。
• MAX1554的電流限制為970mA，最多可驅(qū)動(dòng)10顆白光LED。

亮度調(diào)節(jié)與控制

通過單個(gè)模擬/PWM雙模式輸入，可實(shí)現(xiàn)兩種簡單的亮度調(diào)節(jié)方式。同時(shí)，獨(dú)立的使能輸入可進(jìn)行開/關(guān)控制。軟啟動(dòng)功能則能在啟動(dòng)時(shí)將浪涌電流降至最低。

封裝形式

采用節(jié)省空間的8引腳TDFN 3mm x 3mm封裝。在驅(qū)動(dòng)9顆LED（20mA，VCC = 3.6V）時(shí)，效率高達(dá)82%。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

• 手機(jī)：為手機(jī)顯示屏提供均勻明亮的背光源。
• PDA、掌上電腦和無線手持設(shè)備：滿足這些設(shè)備彩色顯示屏的背光需求。

三、特性優(yōu)勢

高度集成與靈活性

適用于廣泛的背光源應(yīng)用，提供了高度集成和靈活的解決方案。

恒定電流調(diào)節(jié)

確保LED照明均勻，內(nèi)部40V MOSFET開關(guān)能夠驅(qū)動(dòng)10顆LED。

寬輸入電壓范圍

輸入電壓范圍為2.7V - 5.5V，適應(yīng)多種電源環(huán)境。

多種控制方式

支持模擬或PWM控制LED亮度，優(yōu)化了低輸入紋波。

高效節(jié)能

軟啟動(dòng)功能減少浪涌電流，提高了電池使用壽命，驅(qū)動(dòng)6顆LED時(shí)效率最高可達(dá)88%。

節(jié)省空間

采用微小的8引腳、3mm x 3mm TDFN封裝，且外部組件體積小、高度低。

四、技術(shù)參數(shù)

絕對最大額定值

不同引腳對GND的電壓范圍有所不同，如VCC、FB、OV到GND為 - 0.3V至 + 6.0V等。ILX最大為0.9ARMS，連續(xù)功率耗散在TA = + 70°C時(shí)，8引腳3mm x 3mm TDFN封裝為1951mW（高于 + 70°C時(shí)需按24.4mW/°C降額）。

電氣特性

在不同條件下，各參數(shù)有相應(yīng)的取值范圍。例如，供電電壓方面，MAX1553為2.7 - 5.5V，MAX1554為3.15 - 5.50V；靜態(tài)電流在不開關(guān)時(shí)典型值為0.33mA，開關(guān)時(shí)為0.44 - 0.9mA等。

五、典型工作特性

通過一系列圖表展示了MAX1553/MAX1554在不同條件下的工作特性，如效率與負(fù)載電流的關(guān)系、LED電流與輸入電壓的關(guān)系等。這些特性有助于工程師在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行參數(shù)調(diào)整和優(yōu)化。

六、引腳說明

七、詳細(xì)工作原理

控制方案

采用最小關(guān)斷時(shí)間、電流限制的控制方案。當(dāng)FB電壓低于調(diào)節(jié)閾值時(shí)，內(nèi)部低端MOSFET導(dǎo)通，電感電流上升至電流限制值；當(dāng)電流限制比較器觸發(fā)時(shí)，低端MOSFET關(guān)斷最小關(guān)斷時(shí)間（250ns）。之后根據(jù)FB電壓情況決定是否再次導(dǎo)通，如此循環(huán)。這種非固定頻率且可跳過脈沖的調(diào)節(jié)控制方案，使MAX1553/MAX1554具有很高的效率。

軟啟動(dòng)

通過外部電容C3設(shè)置軟啟動(dòng)時(shí)間，公式為[C 3=frac{t_{SS}}{2 × 10^{5}}]，例如0.1μF的電容可提供20ms的軟啟動(dòng)時(shí)間。

關(guān)機(jī)

當(dāng)EN為低電平時(shí)，IC關(guān)閉，電源電流降至約0.1μA；正常工作時(shí)，EN為高電平或連接到VCC。

過壓保護(hù)

具有可調(diào)的過壓保護(hù)電路，當(dāng)OV電壓達(dá)到過壓閾值（典型值1.25V）時(shí)，保護(hù)電路阻止內(nèi)部MOSFET開關(guān)，使輸出電壓衰減。可通過連接到OV的電阻分壓器（R2和R3）設(shè)置過壓保護(hù)事件中的峰值輸出電壓，公式為[R 2=R 3 timesleft(frac{V{OUT(PEAK) }}{V{OV }}-1right)]。

八、元件選擇

電容選擇

• 大多數(shù)應(yīng)用推薦使用0.47μF的陶瓷輸出電容（C2）。
• 驅(qū)動(dòng)6顆或更少LED的電路，使用4.7μF的陶瓷輸入電容（C1）；驅(qū)動(dòng)超過6顆LED的電路，使用10μF的輸入電容（C1）。
• 為確保在寬溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定性，建議使用X5R、X7R或更好介電常數(shù)的電容。

電感選擇

• MAX1553：電感電流限制為480mA，電感值在4.7μH - 47μH之間均可正常工作。47μH的TOKO D62或D62L系列電感效率最佳；4.7μH的Murata LQH32C電感體積最小。
• MAX1554：電感電流限制為970mA，電感值在4.7μH - 22μH之間適用。驅(qū)動(dòng)9或10顆LED時(shí)，22μH的TOKO D62系列電感在效率和體積方面表現(xiàn)出色。
• 為防止飽和，電感的電流額定值應(yīng)與設(shè)備的LX電流限制匹配；若對體積要求較高，可允許電感在10%飽和狀態(tài)下工作。同時(shí)，為提高效率，電感的直流電阻應(yīng)盡可能低。

二極管選擇

由于MAX1553/MAX1554的開關(guān)頻率較高，推薦使用肖特基二極管作為整流二極管（D1），以確?？焖倩謴?fù)時(shí)間和低正向壓降。二極管的平均和峰值電流額定值應(yīng)超過平均輸出電流和峰值電感電流，反向擊穿電壓必須超過VOUT。

九、應(yīng)用信息

低輸入電壓應(yīng)用

盡管MAX1553的最小輸入電壓為2.7V，MAX1554為3.15V，但只要VCC保持在工作范圍內(nèi)，較低的電池電壓仍可用于驅(qū)動(dòng)LED。在顯示屏開啟并背光時(shí)，大多數(shù)系統(tǒng)有3.3V的系統(tǒng)電源可用，可使用該邏輯電源為VCC供電，而電池電源直接連接到升壓電感。當(dāng)EN為低電平時(shí)，不消耗電池電流。

PCB布局

由于存在快速開關(guān)波形和大電流路徑，需要精心設(shè)計(jì)PCB布局。評估套件（MAX1553EVKIT）可作為正確布局的參考。布局時(shí)，應(yīng)盡量減小IC與電感、二極管、輸入電容、輸出電容和R1之間的走線長度，保持走線短、直、寬。將嘈雜的走線（如LX節(jié)點(diǎn)走線）遠(yuǎn)離FB，將VCC旁路電容（C1）盡可能靠近IC放置，C1和C2的接地連接應(yīng)盡可能靠近。將R1、R3、C3和BRT電壓源的接地以星形方式連接到靠近IC的位置。若有需要，從VCC到C1、從C2到LED以及從LED到R1的走線可以適當(dāng)延長。

十、總結(jié)

MAX1553/MAX1554是兩款性能出色的升壓轉(zhuǎn)換器，在驅(qū)動(dòng)白光LED方面具有高效、靈活、集成度高等優(yōu)點(diǎn)。通過合理選擇外部元件和精心設(shè)計(jì)PCB布局，能夠?yàn)槭殖衷O(shè)備等提供穩(wěn)定、均勻的背光源。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)產(chǎn)品時(shí)，可充分利用這兩款芯片的特性，優(yōu)化產(chǎn)品性能。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似芯片的使用問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。