MAX8901A/MAX8901B：小封裝高功效的WLED驅(qū)動芯片

在電子設(shè)備日新月異的今天，對于小尺寸、高性能的電子元件需求愈發(fā)迫切。尤其是在手機、PDA等手持設(shè)備的LCD背光應用中，需要一款能夠高效驅(qū)動多個串聯(lián)白色LED（WLED）的芯片。Maxim Integrated推出的MAX8901A/MAX8901B就很好地滿足了這一需求。今天，我們就來深入了解一下這款芯片。

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芯片概述

MAX8901A/MAX8901B是兩款升壓轉(zhuǎn)換器，能夠以恒定電流驅(qū)動2到6個串聯(lián)的WLED，為手機、PDA和其他手持設(shè)備的LCD背光提供均勻的亮度。它們采用了2mm x 2mm的TDFN封裝，尺寸非常小巧，同時還具備諸多出色的特性。

關(guān)鍵特性與優(yōu)勢

高效節(jié)能

• 固定頻率操作：以750kHz（典型值）的固定開關(guān)頻率工作，允許使用微小的外部組件，并且在整個單節(jié)Li+/Li - Poly電池電壓范圍內(nèi)實現(xiàn)了盡可能高的效率，最高可達91%，有效延長了電池續(xù)航時間。
• 低靜態(tài)電流：在關(guān)機模式下，靜態(tài)電流僅為0.01μA（典型值），且當WLED正向電壓大于輸入電源電壓時，關(guān)機狀態(tài)下無WLED電流，進一步降低了功耗。

靈活調(diào)光

• MAX8901A：采用直接PWM調(diào)光方式，WLED電流與PWM占空比成正比，可通過施加PWM信號精確調(diào)節(jié)WLED亮度。
• MAX8901B：使用單總線串行脈沖調(diào)光，能將WLED亮度以32個線性步驟進行調(diào)節(jié)，滿量程WLED電流為24.75mA，每步調(diào)節(jié)0.75mA。

多重保護

• 輸入過壓保護：當輸入電壓超過6.2V（最小值）時，芯片停止開關(guān)操作，防止高輸入電壓對芯片造成損壞。當電壓降至6V（最小值）以下時，芯片重新啟動并進入軟啟動模式。
• WLED過壓保護：當WLED輸出電壓超過25V（典型值）時，芯片會鎖存關(guān)閉，需通過循環(huán)輸入電壓或切換ON引腳來重新啟動。
• 熱關(guān)斷保護：當芯片溫度達到+160°C（典型值）時，熱關(guān)斷功能會將芯片關(guān)閉，待溫度降低后，可通過切換ON引腳或循環(huán)輸入電壓來重啟芯片。
• 欠壓鎖定：具備輸入欠壓鎖定功能，確保芯片在合適的電壓范圍內(nèi)工作。

軟啟動功能

芯片內(nèi)置軟啟動功能，在啟動過程中逐漸增加WLED電流，避免了浪涌電流的產(chǎn)生，保護了芯片和WLED。

電氣特性

電壓與電流參數(shù)

• 輸入電壓范圍：2.6V至5.5V，適應多種電源供電。
• 輸出電壓范圍：最高可達25V，能夠滿足多個WLED串聯(lián)的需求。
• 靜態(tài)電流：不同工作模式下，靜態(tài)電流有所不同，如在無負載（不開關(guān)）時，MAX8901A為115 - 135μA，MAX8901B為70 - 185μA。

調(diào)光與頻率參數(shù)

• PWM調(diào)光頻率：MAX8901A的PWM調(diào)光頻率為100kHz。
• 開關(guān)頻率：固定工作頻率為700 - 800kHz（典型值750kHz）。

典型應用電路與設(shè)計要點

應用電路

MAX8901A和MAX8901B的典型應用電路分別如圖4和圖5所示。在設(shè)計電路時，需要注意各個元件的選擇和布局。

元件選擇

• 電感：推薦電感值范圍為10μH至47μH，22μH的電感在大多數(shù)應用中能優(yōu)化效率并保持低輸入電壓紋波。在選擇電感時，要確保其飽和電流額定值超過應用中的峰值電感電流，可通過公式(PEAK=frac{V{OUT(MAX)} × I{LED(MAX)}}{900 × V{IN(MIN)}}+frac{V{IN(MIN) × 1.2}}{2 × L})計算峰值電感電流。
• 肖特基二極管：由于芯片的高開關(guān)頻率，需要使用高速整流二極管，肖特基二極管因其快速恢復時間和低正向電壓降而被推薦。要確保二極管的平均和峰值電流額定值超過平均輸出電流和峰值電感電流，且反向擊穿電壓超過輸出電壓。RMS二極管電流可通過公式(DIODE(RMS)=sqrt{I{LED} × I{PEAK }})近似計算。
• 電容：建議使用具有X5R、X7R或更好介電性能的陶瓷電容，以確保在整個工作溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。輸入電容典型值為1μF，輸出電容MAX8901A為0.1μF，MAX8901B為1μF。補償電容通常選擇0.022μF，用于穩(wěn)定轉(zhuǎn)換器和控制軟啟動。
• 電流感測電阻（僅MAX8901A）：MAX8901A通過連接在CS和GND之間的感測電阻（RCS）來設(shè)置100% PWM占空比時的最大WLED電流，可通過公式(R{CS}=frac{500}{I{LED(MAX)}})計算RCS的值。

PCB布局

由于芯片存在快速開關(guān)波形和大電流路徑，PCB布局需要格外小心。要盡量減小芯片與電感、二極管、輸入電容和輸出電容之間的走線長度；對于MAX8901A，還要減小芯片與RCS之間的走線長度。走線應短而直且寬，將LX節(jié)點等噪聲較大的走線與CS走線分開。輸入旁路電容應盡可能靠近芯片放置，CIN和COUT的接地連接應盡量靠近，PGND和GND應在輸入電容接地端連接在一起。

應用場景

MAX8901A/MAX8901B適用于多種需要WLED背光的設(shè)備，如手機、PDA、智能手機、MP3和便攜式媒體播放器、便攜式導航設(shè)備以及數(shù)碼相機等。

總結(jié)

MAX8901A/MAX8901B以其高效節(jié)能、靈活調(diào)光、多重保護等特性，成為了2到6個串聯(lián)WLED驅(qū)動的理想選擇。在設(shè)計過程中，合理選擇外部元件和優(yōu)化PCB布局，能夠充分發(fā)揮芯片的性能，為各類手持設(shè)備的背光應用提供穩(wěn)定、高質(zhì)量的解決方案。各位工程師在實際應用中，不妨考慮一下這款芯片，相信它會給你帶來不錯的體驗。你在使用類似芯片時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。