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调光电压驱动器Maxim推出高度集成的4串HB (高亮度) LED驱动器MAX16814

Maxim推出高度集成的4串HB (高亮度) LED驱动器MAX16814,每通道可输出高达150mA电流。器件集成了构建LCD TV、监视器和汽车显示器中高性能背光驱动器所需的所有功能。通过这种集成架构,MAX16814能够为设计者提供高性价比方案,在保持高性能的同时大大简化了照明设计。

MAX16814集成了开关DC-DC控制器,用于产生驱动多串LED所需的电压。器件还具有4个带有片内功率MOSFET的线性电流吸收电路,为每串LED提供最高150mA的可编程电流。自适应输出电压控制架构优化了效率,极大地降低了LED电流吸收通路的功耗。这种架构省去了多个外部元件,简化了空间受限应用的设计,节省了空间。

MAX16814是LCD TV、台式监视器、汽车显示器和仪表盘、以及工业显示器背光的理想选择。器件还非常适合用于汽车前灯和近/远光灯、以及其它SSL (固态照明)应用。

LCD显示器背光的新要求和新挑战

HB LED正迅速取代CCFL,用于LCD TV、台式监视器和汽车显示器的背光。促使这种转变的主要动力是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不含有害化学物质(比如:汞)。

大多数应用采用多个LED串,并需要尽可能降低成本。多串驱动器为此类需求提供了优异的方案,在降低成本的同时提高了集成度。但是这种方案存在许多与效率、功耗、调光能力、故障保护以及EMI (电磁干扰)相关的设计挑战。

在简化设计的同时优化效率、降低功耗

多串驱动器由开关转换器和多路线性电流吸收电路组成。为了优化效率,开关转换器的输出电压必须设置为每串LED所需的电源电压。优化输出电压对于高温应用(如:汽车)极为重要,此类应用中必须降低功耗使电路温度保持在可接受的范围。

传统驱动器需要复杂的外部电路来设置输出电压,而MAX16814将该功能集成到了芯片内部。器件的自适应输出电压控制架构自动检测HB LED所需的电压,从而降低了功耗。这种架构具有较高的集成度,极大地降低了方案成本。

扩展PWM调光范围,适应各种环境亮度条件

在环境亮度不断变化的情况下工作时,系统需要较宽的调光范围。此类应用必须能够适应从强烈的日光到完全黑暗的环境亮度变化,以保证全天都具有优异的能见度。该功能对于汽车、工业及医疗系统等关系生命安全的应用尤为重要。

大多数多串驱动器的PWM占空比不能低于某个特定的最小值,以便正确设置开关转换器的输出电压。因此,这些驱动器的最大调光范围通常限制在100:1。

MAX16814采用独特的技术(专利申请中),实现了5000:1的超宽PWM调光范围,调光频率为200Hz,能够对所有亮度环境下的显示性能进行优化。

确保关系生命安全应用的可靠性

关系生命安全的应用需要极高的可靠性和故障容限。如果一个LED失效,会突然短路或开路。这两种情况下,HB LED驱动电路必须能够保护自身及周围的电气系统,向电气系统发出故障状态告警信号,尽可能地减小故障对用户的影响。

MAX16814具有开路和短路故障保护。当出现LED短路或开路时,驱动器检测故障并自动关闭受影响的LED串,同时保持其它串正常工作。这种保护方式极大地降低了故障的影响,防止进一步损坏系统。上述两种故障情况下,可通过一个输出引脚向系统的其它部分发出故障状态告警信号。

此外MAX16814还具有过热保护,防止出现过热状态时损坏电路。这些故障保护电路结合器件的高输入电压以及宽工作温度范围,能够从根本上保证器件在恶劣的电气和温度环境下可靠地工作。

大大降低了EMI

电磁兼容性是许多应用都会遇到的挑战。例如,汽车应用中常见的EMI挑战是避免电子电路影响AM广播。

MAX16814允许用户在200kHz至2MHz范围内设置开关频率,从而使工作频率高于AM广播频段。另外,在同一个模块内使用多片MAX16814时,器件的振荡器同步功能可大大降低EMI噪声。上述功能可使器件减少系统中EMI滤波器的元件数量、尺寸和成本。

市场上集成度最高的方案

简言之,MAX16814能够提供市场上集成度最高的高性能、高可靠性多串HB LED驱动器方案。器件不仅集成了所有吸收电流MOSFET,还大大减少了设计所需的外部元件数量。MAX16814无需外部电路即可实现自动输出电压优化、开路和短路LED保护以及宽范围PWM调光等高级功能。

设计者可受益于更小的方案尺寸、更低的BOM成本和更好的系统性能。另外,较少的外部元件数量能够减少可能的故障模式,增强了系统可靠性。

HB LED驱动器的其它优势

为提高灵活性,开关调节器能够配置为升压或SEPIC转换器,因此被驱动的LED上的电压可以高于或低于输入电压。其它特性包括逐周期电流限制、输出过压保护和过热保护。

MAX16814工作在-40°C至+125°C汽车级温度范围,较宽的输入电压范围(4.75V至40V)使其能够承受40V的抛负载。器件提供增强散热的4mm x 4mm、32引脚TQFN封装和20引脚TSSOP封装。

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