安森美半導體LED控制應用及方案

　　隨著LED在發光性能、成本等幾乎各個方面的改進，LED的應用范圍越來越廣，但在各應用領域滲透的比例高低不一。如可尋址標志和建筑物照明這樣的商業應用領域中，LED憑借在色彩、總體擁有成本、工作壽命、可靠性和便利性方面的優勢，應用非常廣泛。如在建筑物裝飾照明應用中，使用LED可在建筑物外墻上營造出豐富的色彩，及更好地彰顯建筑物的結構。在移動標志應用中，還可以實時更新交通顯示屏、視頻圖像及廣告牌上的信息。

　　安森美半導體身為應用于高能效電子產品的首要高性能硅方案供應商，針對各種LED應用提供寬范圍的LED驅動器方案，其中就包括用于可尋址標志和建筑物裝飾照明兩類常見應用的系列線性驅動器(詳見下表)。這些驅動器能夠精確地穩定LED電流，并包含可編程接口，利于軟件控制。本文將以CAT4008、CAT4103和CAT9552為例，分別闡述其主要功能和基本工作原理，便于工程師的選型設計。

　　針對LED廣告牌等應用的恒流汲入型LED驅動器

　　諸如廣告牌標志、滾動橫幅、智能車輛標志和體育計分板等LED應用需要采用多顆LED，通常包含多串LED，要求LED驅動方案提供恒定的光輸出，不同通道間的電流匹配精度要高，要提供易用的接口來控制不同LED通道，并且要具備可靠的保護功能。安森美半導體針對這類應用的方案包括CAT4008和CAT4106等恒流LED汲入型驅動器，其中前者支持8通道，后者支持16通道。

　　以CAT4008為例，典型LED通道匹配精度達±1.5%，且LED通道能夠在輸出電壓低至0.4V(當LED電流為2~100 mA時)時保持穩流狀態，在應用設計中可以此實現更高的電源效率。圖1左側顯示的是CAT4008的框圖，不同引腳的詳細功能說明參見參考資料[1]。這器件使用8路緊密匹配的汲電流來對每個通道的LED電流進行穩流，而外部電阻RSET用于將LED通道電流設定為RSET電流的約51倍。由于每個通道包含獨立電流感測電路，故CAT4008能夠為所有通道都提供緊密的穩流。在大多數電流和電源電壓條件下LED通道的最大壓降為0.4 V，幫助改善散熱及提升LED驅動器能效。上電時，欠壓鎖定電路清除所有閂鎖及移位寄存器信息，并將所有輸出設置為關閉。一旦達到欠壓鎖定閾值，就可以設定器件。驅動器將每個連續LED輸出通道的激活時間各延遲17納秒(典型值)，即LED2相對LED1延遲17納秒，LED3相對LED1延遲34納秒，并依次類推。延遲在閂鎖(LATCH)引腳激活時引入，從而將LED電源上的浪涌電流降至最低，從而能夠使用更小的旁路電容。

　　速度高達25MHz的高速、四線(4-Wire)串行接口通過移位寄存器和鎖存架構控制8通道中的每一個LED通道。串行數據輸出引腳允許多個器件通過同一個串行接口串聯使用。CAT4008還有輸出關閉引腳，該引腳可被用來關閉所有LED通道，而不必依賴串口發送數據。此外，CAT4008還具備熱保護功能，在芯片溫度超過許可限度時關閉LED輸出。