MAX1553/MAX1554：高效驅動2 - 10顆白光LED的升壓轉換器

在當今的電子設備中，顯示屏的背光源至關重要，尤其是在手機、PDA等手持設備中。MAX1553/MAX1554作為高效的升壓轉換器，為白光LED提供了出色的驅動方案。下面，我們就來詳細了解一下這兩款芯片。

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一、產(chǎn)品概述

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

不同型號電流限制

• MAX1553的電流限制為480mA，可驅動2 - 6顆白光LED。
• MAX1554的電流限制為970mA，最多可驅動10顆白光LED。

亮度調節(jié)與控制

通過單個模擬/PWM雙模式輸入，可實現(xiàn)兩種簡單的亮度調節(jié)方式。同時，獨立的使能輸入可進行開/關控制。軟啟動功能則能在啟動時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。在驅動9顆LED（20mA，VCC = 3.6V）時，效率高達82%。

二、應用領域

• 手機：為手機顯示屏提供均勻明亮的背光源。
• PDA、掌上電腦和無線手持設備：滿足這些設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用，提供了高度集成和靈活的解決方案。

恒定電流調節(jié)

確保LED照明均勻，內(nèi)部40V MOSFET開關能夠驅動10顆LED。

寬輸入電壓范圍

輸入電壓范圍為2.7V - 5.5V，適應多種電源環(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

軟啟動功能減少浪涌電流，提高了電池使用壽命，驅動6顆LED時效率最高可達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，8引腳3mm x 3mm TDFN封裝為1951mW（高于 + 70°C時需按24.4mW/°C降額）。

電氣特性

在不同條件下，各參數(shù)有相應的取值范圍。例如，供電電壓方面，MAX1553為2.7 - 5.5V，MAX1554為3.15 - 5.50V；靜態(tài)電流在不開關時典型值為0.33mA，開關時為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，如效率與負載電流的關系、LED電流與輸入電壓的關系等。這些特性有助于工程師在實際應用中進行參數(shù)調整和優(yōu)化。

六、引腳說明

七、詳細工作原理

控制方案

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

軟啟動

通過外部電容C3設置軟啟動時間，公式為[C 3=frac{t_{SS}}{2 × 10^{5}}]，例如0.1μF的電容可提供20ms的軟啟動時間。

關機

當EN為低電平時，IC關閉，電源電流降至約0.1μA；正常工作時，EN為高電平或連接到VCC。

過壓保護

具有可調的過壓保護電路，當OV電壓達到過壓閾值（典型值1.25V）時，保護電路阻止內(nèi)部MOSFET開關，使輸出電壓衰減?？赏ㄟ^連接到OV的電阻分壓器（R2和R3）設置過壓保護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)應用推薦使用0.47μF的陶瓷輸出電容（C2）。
• 驅動6顆或更少LED的電路，使用4.7μF的陶瓷輸入電容（C1）；驅動超過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。驅動9或10顆LED時，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與設備的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，為提高效率，電感的直流電阻應盡可能低。

二極管選擇

由于MAX1553/MAX1554的開關頻率較高，推薦使用肖特基二極管作為整流二極管（D1），以確保快速恢復時間和低正向壓降。二極管的平均和峰值電流額定值應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、應用信息

低輸入電壓應用

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動LED。在顯示屏開啟并背光時，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EN為低電平時，不消耗電池電流。

PCB布局

由于存在快速開關波形和大電流路徑，需要精心設計PCB布局。評估套件（MAX1553EVKIT）可作為正確布局的參考。布局時，應盡量減小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)點走線）遠離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的走線可以適當延長。

十、總結

MAX1553/MAX1554是兩款性能出色的升壓轉換器，在驅動白光LED方面具有高效、靈活、集成度高等優(yōu)點。通過合理選擇外部元件和精心設計PCB布局，能夠為手持設備等提供穩(wěn)定、均勻的背光源。電子工程師在設計相關產(chǎn)品時，可充分利用這兩款芯片的特性，優(yōu)化產(chǎn)品性能。大家在實際應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。