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[经验] AAT3155是一种低噪声、恒定频率电荷泵的DC / DC转换器

2020-7-17 15:29:01  291 DC/DC转换器 LED
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  特征
  电压范围:2.7V至5.5V在;完全可编程的单线电流;16个电流水平;低至50微安的四个低电流设置;低电流模式下的低I(50微安)问;三模式1x,1.5 x,2x最大电荷泵效率和V覆盖率F型;驱动多达四个LED通道;无感应器,低噪音运行;1MHz恒定开关频率;小型应用电路;内置热保护;自动软启动;停机时i《1微安问;2.85x3.0毫米TSOPJW-12包装。
  应用
  彩色(RGB)照明;可编程电流接收器;白色LED背光;数码相机的白色闪光灯。
  一般说明
  AAT3155是一种低噪声、恒定频率电荷泵的DC / DC转换器,使用三模式负载开关(1x)、分数(1.5倍)和倍增(2x)转换,以最大限度地提高白光LED应用的效率。AAT3155能够以每通道20毫安的速度从2.7伏到5.5伏的输入驱动多达四个LED通道。电流接收器可以单独或并联操作,以驱动更高电流的led外部部件数量少(两个1μf的飞行电容器和两个1μf的小电容器,位于输入和输出CP处),使该部件非常适合小型电池供电的应用。
  skyworks的scwire(简单串行控制)串行数字输入用于启用、禁用和设置每个led的电流,16个设置值降至50微安。低电流模式电源电流可低至50微安以节省电源。2™
  AAT3155的每个输出都配有内置的输出短路保护和负载短路条件下的自动禁用。内置软启动电路,防止启动过程中出现过大的浪涌电流。低电流关机功能将负载与输入断开,并将静态电流降低至小于1微安。
  AAT3155提供无铅,节省空间2.85x3.0毫米12针TSOPJW封装。
  
  典型特征
  cin=cout=c1=c2=1.0μf;ta=25°C,vin=3.6V,除非另有说明。
  
  功能描述
  AAT3155是一个三模式负载开关(1X)和高效(1.5X或2X)电荷泵装置,用于白色LED背光应用为了最大限度地提高功率转换效率,内部传感电路监视每个恒定电流接收器输入所需的电压,并基于输入电池电压和电流接收器输入电压设置负载开关和电荷泵模式。随着电池放电时间的推移,AAT3155充电泵将在四个电流接收器输入中的任何一个接近断开时启用充油泵最初以1.5x模式启动。如果电荷泵输出下降到足以使任何电流源输出接近下降,电荷泵将自动转换到2X模式。AAT3155只需要四个外部组件:用于电荷泵飞行电容器(C和C)的两个1μF陶瓷电容器、一个1μF陶瓷输入电容器(C)和一个0.33μF至1μF陶瓷电荷泵输出电容器(C)。
  四个恒流接收器输入(D1至D4)可以驱动四个独立的LED,每个LED的最大电流为20mA。未使用的接收器输入必须连接到OUTCP,否则该部件将仅在2X充电泵模式下运行SCWIRE串行接口启用AAT3155,并设置当前接收器大小。
  恒流输出电平设置
  根据前12个代码的对数刻度和后4个代码的单独低电流刻度,通过串行接口设置D1到D4的恒流接收器电平对于前12个代码,每个代码比以前的代码低大约1.5分贝。以这种方式,LED亮度与每增加一个代码数呈线性关系。由于输入D1到D4是真正独立的恒流汇,因此在任何给定输入上观察到的电压将由被驱动的LED的实际正向电压(V)确定。F型由于AAT3155的输入电流接收器是可编程的,因此不需要PWM(脉冲宽度调制)或附加控制电路来控制LED亮度。这一特性大大减轻了微控制器或系统IC管理LED或显示亮度的负担,允许用户“设置并忘记它”。通过其高速串行接口(1MHz数据速率),可以连续改变AAT3155的输入接收电流,使LED变亮或变暗,平滑过渡(例如,淡出)或以突然的步骤,给用户完全可编程性和实时控制LED亮度。
  串行接口2
  电流电平大小由Skyworks的简单串行控制(SCwire)串行接口控制接口记录en/set管脚的上升沿,并将其解码成16种不同的状态。表1显示了16种可用的电流等级设置。
  
  串行接口定时
  SCWORE串行接口具有灵活的时序。数据可以以大于1兆赫或更慢的速度输入,例如15千赫。数据提交后,en/set被保持在高位以锁定数据。一旦en/set在时间t内保持在逻辑高状态,编程电流变为激活状态,内部数据寄存器复位为零。对于后续的当前级别编程,必须在en/set管脚上输入与所需代码相对应的上升边数。
  当EN/SET保持在低位超过T的时间量时,AAT3155进入关机模式,并从V吸取小于1μA的电流。关机期间,内部数据寄存器重置为零。
  自动禁用功能
  AAT3155为每个LED通道配备了自动禁用功能。在集成电路启用和启动后,通过每个接收器通道强制测试电流为100微安(典型值)如果特定接收器引脚的电压没有下降到某个阈值,则通道将被禁用此功能对于禁用未使用的通道或在LED故障短事件期间非常方便。
  热保护
  AAT3155有一个热保护电路,当模具温度上升到热极限以上时,该电路将关闭充电泵,就像在OUTCP引脚短路时一样。
  应用程序信息
  尽管AAT3155设计用于驱动白色LED,但该设备也可用于驱动大多数类型的LED,正向电压规格从2.0V到4.7V不等。LED应用可能包括主LCD和子LCD显示屏背光、照相机照片闪光灯应用、彩色(RGB)LED、遥控器用红外(IR)二极管,以及受益于由变化的输入电压产生的受控输出电流的其他负载由于D1到D4输入电流接收器与可忽略的电压依赖性匹配,因此无论特定的LED正向电压(V)水平如何,LED亮度都将匹配在某些情况下(例如,在高光输出应用中,如闪光灯),可能需要驱动高V型LED。AAT3155中的低漏失电流接收器使其能够在低至3.0V的输入电源的全电流下驱动正向电压高达4.7V的LED。输出可以并联以驱动高电流LED,而无需复杂化。
  器件开关噪声性能
  AAT3155以大约1MHz的固定频率工作,以控制噪声和限制谐波,这可能干扰蜂窝电话手机或其他通信设备RF操作。在电荷泵的输入引脚上出现的反向注入噪声是20毫伏峰对峰,通常比基于电感的DC/DC升压变换器白光LED背光解决方案小十倍AAT3155软启动功能可防止电荷泵电路启动期间与浪涌电流相关的噪声瞬态效应。
  电容器选择
  仔细选择四个外部电容器C、C和C是很重要的,因为它们会影响开启时间、输出纹波和瞬态性能。采用低等效串联电阻(ESR)陶瓷电容器可获得最佳性能一般来说,低ESR可定义为小于100mW当选择电容器时,所有四个电容器的1μf值是一个良好的起点。如果LED电流源仅针对光电流水平进行编程,那么电容器的尺寸可能会减小。
  电容器特性
  与AAT3155一起使用的所有其他类型的电容器相比,强烈推荐使用陶瓷合成电容器。陶瓷电容器比钽和铝电解电容器有许多优点陶瓷电容器通常具有非常低的ESR、最低的成本、较小的PCB占地面积和非极性Low ESR陶瓷电容器有助于最大限度地提高电荷泵瞬态响应。由于陶瓷电容器是非极化的,它们不容易造成错误的连接损坏。
  等效串联电阻
  ESR是选择电容器时要考虑的一个重要特性ESR是电容器内部的电阻,由引线、内部连接、尺寸或面积、材料成分和环境温度引起对于陶瓷电容器,电容器ESR通常以毫欧姆为单位进行测量,对于钽或铝电解电容器,ESR的范围可以超过几欧姆。
  陶瓷电容器材料
  小于0.1μF的陶瓷电容器通常由NPO或C0G材料制成npo和c0g材料通常具有严格的耐受性,并且在温度下非常稳定。较大的电容值通常由X7R、X5R、Z5U或Y5V介质材料组成。大型陶瓷电容器(即大于2.2μF)通常可用于低成本Y5V和Z5U介质,但AAT3155应用通常不需要大于1μF的电容器。
  电容面积是ESR的另一个贡献因素与同等材料的小电容器相比,物理尺寸大的电容器的esr更低。与封装尺寸较小的等值电容器相比,这些较大的器件可以改善电路的瞬态响应。

jiciwi 2020-7-17 15:36:15
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