高效LED驅(qū)動(dòng)器LTC3219及其應(yīng)用

1、高效led驅(qū)動(dòng)器ltc3219及其應(yīng)用ltc3219是一款無(wú)器型、低噪聲、高效率驅(qū)動(dòng)器，它可為主、副和rgb顯示屏件提供9個(gè)自立的可配置源，并能舉行64級(jí)的亮度調(diào)整控制。這些通用電流源都能以數(shù)字方式來(lái)控制，可舉行自立的調(diào)光、亮度、閃耀和灰度控制，并可通過(guò)容易的兩線i2c串行接口對(duì)其舉行編程。ltc3219有1x，15x和20x多種低噪聲電荷泵操作模式，以低噪聲恒定頻率工作，可以自動(dòng)基于led電流源上的優(yōu)化效率。ltc3219內(nèi)部還具有短路和過(guò)熱庇護(hù)，其軟啟動(dòng)電路可防止在啟動(dòng)和模式切換時(shí)浮現(xiàn)浪涌電流和過(guò)大的輸入噪聲。該器件主要用于蜂窩電話的顯示、照明設(shè)備以及帶qvga顯示的可視電話等。1 引腳功

2、能ltc3219采納3 mm×3 mmx075 mm的扁平qfn-20封裝，其引腳羅列1所示。它的各引腳功能如下：cpo：led電源充電泵輸出端。該引腳需與地接一個(gè)22f的陶瓷；uledluled9：led驅(qū)動(dòng)電流源輸出端。電流范圍為028 ma其電流的大小可由軟件和內(nèi)部6位線性分64級(jí)來(lái)調(diào)整控制。將各led段所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器(reglreg9)置0就能激活各輸出端。另外，它們也可作為i2c的開漏輸出。不用時(shí)可接地；dvcc：數(shù)據(jù)io電源端。該引腳可用于設(shè)置ltc3219的規(guī)律參考電平。該引腳電壓低于欠壓鎖定閥值時(shí)，就會(huì)重啟數(shù)據(jù)寄存器，通常可在器件加電后用法這種重啟方式。該腳需連一

3、個(gè)01f的陶瓷電容；scl：i2c時(shí)鐘輸入端。該引腳的規(guī)律電平需參考dvcc；sda：串口數(shù)據(jù)輸入端?？赏ㄟ^(guò)在每個(gè)時(shí)鐘周期移動(dòng)一位串行數(shù)據(jù)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)器件的控制。其規(guī)律電平可參考dvcc；enu：使能輸入端。用于預(yù)選uled輸出端的接通或斷開。當(dāng)該腳從低(斷開)切換到高(接通)時(shí)，所選led發(fā)光。若enu所控制的輸出端有效，且其它輸出端也有效時(shí)，ltc3219會(huì)在enu的下降沿復(fù)位到1x的充電泵模式；而當(dāng)enu所控制的輸出端有效，而其它輸出端無(wú)效時(shí)，ltc3219的充電泵模式被關(guān)斷。enu的規(guī)律電平可參考dvcc。不用時(shí)可接地；gnd：系統(tǒng)地。用法時(shí)需將該腳和焊接盤(21腳)連到接地板上；c

4、lp，c2p，clm，c2m：充電泵迅速電容引腳。在c1p與c2p，clm與c2m之間應(yīng)分離接一個(gè)1f的陶瓷電容。vbat：設(shè)備電源端。用法時(shí)應(yīng)接一個(gè)22f的低esr陶瓷電容。2 工作原理ltc3219是一款具有高集成度的多路顯示led驅(qū)動(dòng)器。它用一個(gè)高效、低噪聲的充電泵為9個(gè)通用led驅(qū)動(dòng)器供電，并可由內(nèi)部的一個(gè)精準(zhǔn)的電流基準(zhǔn)源來(lái)設(shè)置其最大顯示電流。每個(gè)電流源均可舉行自立的漸變、開關(guān)、閃耀和灰度級(jí)調(diào)整，并可通過(guò)i2c串行接口實(shí)現(xiàn)。其led電流源有6位線性dac，可為其舉行亮度調(diào)整控制。ltc3219可按照l(shuí)ed電流源上的電壓并通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)方式的切換來(lái)轉(zhuǎn)變升壓倍率，以優(yōu)化其效率。啟動(dòng)時(shí)，升壓

5、倍率為1x模式，當(dāng)有效電流源趨近關(guān)斷(dropout)狀態(tài)時(shí)，ltc3219會(huì)先自動(dòng)切換為15倍升壓模式，而當(dāng)再次浮現(xiàn)關(guān)斷時(shí)，它將切換為2倍升壓模式。當(dāng)從i2c接收到新數(shù)據(jù)時(shí)，ltc3219又會(huì)自動(dòng)復(fù)位到1x模式。圖2所示是ltc3219的結(jié)構(gòu)功能框圖。21 軟啟動(dòng)ltc3219的軟啟動(dòng)主要是在15x和2x模式轉(zhuǎn)換初期起作用。初始化時(shí)，軟啟動(dòng)電路處于關(guān)斷狀態(tài)。加電時(shí)，vbat通過(guò)位于vbat和cpo之間的一個(gè)弱電流開關(guān)向cpo的輸出緩慢充電(cpo引腳上的電流是以125s的周期線性增大的)，以防止浮現(xiàn)大的充電電流。當(dāng)器件轉(zhuǎn)換到加強(qiáng)模式時(shí)，充電泵的這種軟啟動(dòng)特性也會(huì)進(jìn)一步限制浪涌電流和電源偏差。

6、22 模式轉(zhuǎn)換當(dāng)ltc3219的有效電流源電壓下降至電源編程電壓以下時(shí)，led端會(huì)浮現(xiàn)電壓關(guān)斷(dropout)，此時(shí)充電泵會(huì)從1x模式自動(dòng)切換到15x模式。從浮現(xiàn)電壓關(guān)斷到自動(dòng)切換模式的時(shí)光約400s，led會(huì)在這段時(shí)光預(yù)熱，并終于達(dá)到所需的前向電壓。通過(guò)給cpo寫入不同的字可手動(dòng)切換到1x、15x或20x模式，這往往應(yīng)用在cpo端自動(dòng)模式無(wú)效的電源負(fù)載中。另外，非編程電流源不會(huì)影響關(guān)斷。在電流源控制的enu為低時(shí)，也不會(huì)影響關(guān)斷。23 外部使能控制(enu)通過(guò)enu引腳可以舉行編程，即通過(guò)對(duì)reglreg9的相應(yīng)數(shù)據(jù)位或regl0、regll的相應(yīng)控制位的設(shè)置，可以對(duì)所有所選顯示器舉行自

7、立調(diào)整。當(dāng)不需重復(fù)拜訪i2c端口時(shí)，enu可用于ltc3219的通和斷，因此，在沒有微控制器控制的狀況下，它會(huì)提醒有電話進(jìn)來(lái)。惟獨(dú)先將i2c接口置為所需led的輸出才干用法enu引腳。當(dāng)enu為高時(shí)，可接通所選顯示器，同時(shí)設(shè)置regl0和regll；enu為低時(shí)，則關(guān)閉所選顯示器。若沒有編程接通任一個(gè)顯示器，ltc3219器件將處于關(guān)斷狀態(tài)。enu引腳也可用于灰度的預(yù)編程控制。在這類應(yīng)用中，可以按照相應(yīng)的灰度要求對(duì)寄存器舉行編程，編程時(shí)可忽視up位。當(dāng)enu為低時(shí)，允許對(duì)寄存器編程；enu為高時(shí)，則接通寄存器，且所選的led的輸出上升。另外，在enu為低時(shí)，所選led輸出電流也降為0，輸出關(guān)斷

8、。設(shè)計(jì)時(shí)如需用到關(guān)斷狀態(tài)，充電泵則不必置于手動(dòng)模式。應(yīng)用enu引腳，且其它uled輸出有效，enu會(huì)在其下降沿使器件進(jìn)入1x充電泵模式。而在不用enu引腳時(shí)，將其接地即可。24 i2c串行接口ltc3219可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的兩線i2c接口與主機(jī)舉行通信，其總線上的各信號(hào)時(shí)序關(guān)系3所示。與i2c串聯(lián)接口相連的微控制器可以提供全部的指令和控制輸入信號(hào)。它共有12個(gè)數(shù)據(jù)寄存器、一個(gè)地址寄存器和一個(gè)次地址寄存器。sda輸入端的數(shù)據(jù)可在scl的升高沿裝入，d7在先，do在后，而且應(yīng)先寫數(shù)據(jù)寄存器，再寫次地址寄存器。當(dāng)全部地址位寫入到地址寄存器后，ltc3219會(huì)向主機(jī)發(fā)出確認(rèn)信號(hào)。每個(gè)數(shù)據(jù)寄存器都有次地址。數(shù)據(jù)寫入后，緊跟在停止位后會(huì)生成一個(gè)負(fù)載脈沖，這個(gè)負(fù)載脈沖可把數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到dac寄存器中，同時(shí)停止位會(huì)向來(lái)延遲到數(shù)據(jù)所有寫入。但此時(shí)的led電流會(huì)有所轉(zhuǎn)變。表1為次地址寄存器的地址位及功能。串行接口采納的是靜態(tài)規(guī)律寄存器?？偩€不用時(shí)，可將sda和scl置高。另外，設(shè)計(jì)時(shí)還需外接上拉或電流源。3 應(yīng)用電路ltc3219僅需要5個(gè)小型陶瓷電容就能實(shí)現(xiàn)一個(gè)纖巧、完整的led電源穩(wěn)壓器和電流控制器解決計(jì)劃。圖4所示是ltc3219的一種典