风扇5616 高效率恒流LED驱动器 自适应电荷泵

元器件信息   2022-11-23 10:34   164   0  

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特征

三通道并行LED驱动器,适用于大范围正向电压最高二极管的自适应VOUT调节正向电压内部匹配的LED电流源匹配或不匹配的LED电流发光二极管内置充电泵,具有三种工作模式:1x、1.5x和2x效率高达90%高达50kHz的脉宽调制调光频率低EMI,低纹波输出电流高达120毫安驱动高达3个LED,每个40毫安外部电阻设置最大(100%)LED当前内置2位DAC,以数字方式控制LED电流

模式

2.5V至5.5V输入电压范围停机模式下ICC<1微安1MHz工作频率停机将输出与输入隔离智能软启动限值短路保护所需的最小外部组件提供3x3mm 16引线MLP封装

应用

手机PDA、DSC和MP3播放器

说明

风扇5616从输入电压在2.7伏到5.5伏之间的电池。利用开关重构和分频开关技术实现了整个输入电压范围。的适应性内置电荷泵消除了LED预选(匹配)的需要,并确保高效率。驾驶者的内置、专有、自动感应电路确保同样的高效率,不管LED的数量。当输入电压足够时-非常高,以维持LED的编程电流水平,风扇5616重新配置自己作为线性调节器运行,充电泵关闭。FAN5616支持数字和脉宽调制LED亮度控制方法。内置的2位DAC提供选择四个LED电流电平,每个电平是由外部设置的最大LED电流的百分比。RSET电阻器。风扇5616包括内置关机、短路以及热保护电路。内置智能软启动电路防止在通电时电流消耗过大开启,同时允许增加变暗。需要最少的外部组件。只有两个0.1μF至1μF桶形电容器,4.7μF输入电容器需要1μF输出电容器才能正常工作。风扇5616采用3x3mm 16引线MLP包裹。

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笔记:

1.高于“绝对最大额定值”列出的应力可能对设备造成永久性损坏。这个仅为应力额定值,且设备在上述或任何其他条件下的功能运行在本规范的操作章节中没有暗示。暴露于绝对最大额定值条件下延长时间可能会影响设备的可靠性。绝对最大额定值单独应用,而不是组合使用。除非另有规定,否则所有其他电压均参考GND。

2.结对环境热阻θJA是PCB材料、板厚、厚度的一个很强的函数以及使用的通孔数量、使用的通孔直径、可用的铜表面和附加的散热器特性。0.5W时零气流θJA的合理估计值为60°C/W。

3.使用Mil标准883E,方法3015.7(人体模型)和EIA/Jesd222C101-A(充电装置模型)。

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电路说明如图所示,FAN5616的开关电容器DC/DC转换器自动配置其内部开关实现高效率,并为LED提供严格调节的输出电流。模拟检测器确定哪个二极管需要最高电压为了维持预先设定的电流水平,并进行调整相应的泵调节器。每个二极管都有自己的线性电流调节器。另外,一个电压调节器当电池电压为在线性调节可以提供最大可能效率的范围内。如果蓄电池电压过低为了维持线性模式下的二极管电流,分数3:2充油泵已启用。当电池电压下降,模式不再足以维持正常运行时,泵会自动重新配置以2:1模式运行。当电池放电时电压下降,风扇5616在通过LED保持恒定电流的模式整个电池寿命。这种转变有滞后现象以防扭动。装置的内部电源电压是自动的从VIN或VOUT管脚中选择,以具有更高的电压。风扇5616进入关机模式,以降低总的DAC输入时的电流消耗(EN1和EN2)很低。短路和热保护如果输出电压短路,输出电流将限制在典型值65mA。此外,当模具温度超过150°C时复位发生并保持有效,直到模具冷却至135°C。此时电路将重新启动并恢复正常操作。

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智能软启动当FAN5616启用时,智能软启动电路限制开关设备的冲击电流。图5显示智能软启动电路的时序图和相关信号。通电后,风扇5616处于低功率状态模式,直到逻辑“高”应用于启用(EN1/EN2)引脚使能装置。前500微秒内启用设备时,输出电压(VOUT)增加线性直至达到其标称水平。当一个逻辑“低”适用于EN1/EN2超过5mS装置处于低功率模式,输出电压关闭。LED电流通过向EN1/EN2引脚施加一个脉宽调制信号来控制。避免脉宽调制信号与软起动之间的干扰电路,应用的脉宽调制信号必须快于200Hz但不大于50kHz。软起动电路将在上的每个从低到高的转换中重新激活EN1/EN2引脚。如图5所示,脉冲宽度调制信号,理想情况下,应该进行控制,使初始逻辑“高”在返回到其标准频率之前至少为250微秒。这允许VOUT上升到它的名义水平。然而,如图所示,在大多数情况下,大于1kHz的脉冲宽度调制信号被应用于EN1/EN2引脚,使VOUT斜坡速率相应减慢。VOUT斜坡将在初始高点期间开始当其电压将在其低水平(关闭状态)期间保持。下面的公式解释了占空比(D)和软启动输出斜坡时间(TSTR),4f119a8b-6ad7-11ed-bcbf-b8ca3a6cb5c4.png

例如,占空比为50%的PWM信号(D=0.5)产生500微秒软启动输出斜坡。

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应用程序信息

LED亮度控制方法1.外部RSET电阻器外部RSET电阻器设置LED亮度控制的最大LED电流。

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电阻值确定参考电流需要恒定的LED电流。计算不同RSET值,使用以下公式:4f119a8e-6ad7-11ed-bcbf-b8ca3a6cb5c4.png

2.数字控制内置2位DAC用于数字控制LED通过EN1和EN2输入的亮度一旦期望的最大LED电流由外部设定RSET电阻器,如表2所述,选择最大LED电流的百分比来执行调光操作

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3.控制添加到数字LED亮度控制PWM控制器的特征根据PWM信号的宽度,电流变化EN1/一次最大的愿望电流(ILED-MAX)是由外部RSET电阻器设置的,该电阻器的最大值为ILED-MAX。操作取决于PWM信号的配置与2-bit DAC输入(EN1和EN2)As described in table 2.For example,if RSET=7.8K=84886then iled-max=20MA;ifEN1和EN2在一起,一个PWM信号是应用,LED电流将在0%和100%之间变化。最大LED电流调节到PWM信号的任务周期。可将PWM信号应用于其中的每一个输入或两者兼有。依赖于配置,平均LED电流可以是Adjusted within any range limited by 0,1/3,2/3,3/3 of the最大LED电流在表3中描述。茶PWM义务周期假设在10%和10%之间。90%

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建议的脉宽调制频率范围为200Hz至可接受的线性响应为50kHz。在更高的位置频率,电流波形不再跟随脉冲宽度调制信号波形,导致平均ILED值与理论计算。

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4.直流电压调光使用可变直流电压的亮度控制是如图所示。如果R1=78kΩ,R2=7.8kΩ,则调整0V至0.6V范围内的VEXT导致LED变暗电流从22mA到2mA。

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风扇5616的内部电路保持恒定VSET=0.6V。调整VEXT将更改ISET和ILED因此。通过为R1、R2和VEXT选择不同的值ILED变化范围可根据以下公式进行更改:4f119a93-6ad7-11ed-bcbf-b8ca3a6cb5c4.png

选择电容器选择合适的电容器类型很重要以及用于FAN5616的值。为了降低电池纹波,CIN和COUT都应采用较低的电容器。如有必要,波纹可以进一步通过RC输入为风扇5616供电过滤器,如图所示。

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两个0.1μF至1μF的MLCC桶形电容器用于在boost模式下获得最佳效率。为了更好的我规定,建议使用1μF桶形电容器,特别是当电流>25mA和电池放电时低于3V。PCB布局注意事项为了获得最佳性能,建议在印刷电路板的背面使用实心接地平面。所有电容器应尽可能靠近风扇5616与相当厚的痕迹相连ESL和ESR寄生。

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