Texas Instruments LP5813 4 × 3矩陣RGB LED驅(qū)動器是一款同步升壓RGB驅(qū)動器，具有自主動畫引擎控制功能。該器件非常適合用于支持輸入電壓范圍為0.5V至5.5V的電池供電應(yīng)用，具有超低正常工作電流，LED照明時為0.4mA（典型值）。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments LP5813 4 × 3矩陣RGB LED驅(qū)動器數(shù)據(jù)手冊.pdf

集成的同步升壓轉(zhuǎn)換器可保持出色的效率，并能在寬工作電壓范圍內(nèi)保持LED的亮度穩(wěn)定。輸出電壓可針對3V至5.5V（0.1V步進）的不同LED正向電壓進行選擇。升壓轉(zhuǎn)換器可為系統(tǒng)中的LED驅(qū)動負載和其他負載供電。如果升壓轉(zhuǎn)換器需要旁路，V~~OUT~~ 將用作LED驅(qū)動模塊的電源輸入。

采用的是時間交叉多路復(fù)用 (TCM) 結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使用四個輸出引腳單獨控制12個LED點。高側(cè)掃描開關(guān)和低側(cè)電流槽包含在一個輸出中。對于空間受限的系統(tǒng)，最大限度地減小了整體解決方案尺寸。

自主動畫引擎可顯著降低控制器的實時負載。每個LED均可通過相關(guān)寄存器進行配置，以實現(xiàn)生動而有趣的燈光效果。Texas Instruments LP5813可生成6MHz時鐘信號并同步多個器件之間的燈光效果。

特性

工作電壓范圍
- 輸入電壓 (V IN ) 范圍：0.5V至5.5V
- 啟動時的最小輸入電壓：1.8V
- 邏輯引腳兼容1.8V、3.3V和5V
高效同步升壓轉(zhuǎn)換器
- 輸出電壓 (V ~~OUT~~ ) 范圍：3V至5.5V
- 140mΩ (HS)/60mΩ (LS) MOSFET
- 1.6A谷值開關(guān)電流限制
- VIN =4.2V、V~~OUT~~ =5.0V、 I~~OUT~~ =300mA時的效率達95%
- VIN > V~~OUT~~ 設(shè)置時的直通模式
- 關(guān)斷期間輸入和輸出之間真正斷開
時間交叉多路復(fù)用 (TCM) 拓撲
- 驅(qū)動多達12個LED或4個RGB LED
- 多路復(fù)用比：?、?、?、1
- 支持直接、TCM和混合驅(qū)動模式
四個高精度恒定電流阱
- 每灌電流：0.1mA至51mA
- 器件間誤差：±5%（最大值）
- 通道間誤差：±5%（最大值）
- 25.5mA時的超低凈空電壓為110mV（典型值）；51mA時為210mV（典型值）。
- 可為每個LED配置PWM相移
超低功耗
- 關(guān)機狀態(tài)：當EN=低電平時，ISD =0.1μA（典型值）
- 待機狀態(tài)：當EN=高電平且CHIP_EN=0（保留數(shù)據(jù)）時，I~STB~ =26μA（典型值）。
- 工作狀態(tài)：當LED電流=25.5mA時，I~~NOR~~ =0.45mA（典型值）。
模擬調(diào)光（電流增益控制）
- 全局1位最大電流 (MC)：25.5mA或51mA
- 獨立的8位點電流 (DC) 設(shè)置
PWM調(diào)光，無可聞噪聲，24kHz
- 獨立的8位PWM調(diào)光分辨率
- 線性或指數(shù)調(diào)光曲線
自主動畫引擎控制
單個LED點開路/短路檢測
集成除影功能
1MHz（最大）I^2^C 接口
工作溫度范圍：-40°C至85°C

功能框圖

LP5813同步升壓4×3矩陣RGB LED驅(qū)動器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

LP5813是德州儀器(TI)推出的一款高集成度同步升壓4×3矩陣RGB LED驅(qū)動器，具有自主動畫引擎控制功能。該器件特別適合電池供電的便攜式設(shè)備，主要特點包括：

?超寬輸入電壓范圍?：0.5V至5.5V（啟動最低1.8V）
?高效率同步升壓轉(zhuǎn)換器?：最高95%效率（VIN=4.2V，VOUT=5V時）
?時間交叉復(fù)用(TCM)拓撲?：可驅(qū)動多達12個LED或4個RGB LED
?超低功耗?：待機電流僅26μA，工作電流0.45mA（LED電流25.5mA時）
?多種調(diào)光方式?：支持模擬調(diào)光和PWM調(diào)光（最高24kHz無音頻噪聲頻率）
?自主動畫引擎?：減輕主控器實時負載
?多重保護功能?：LED開路/短路檢測、熱關(guān)斷等

二、關(guān)鍵特性與技術(shù)參數(shù)

1. 電氣特性

?輸入電壓范圍?：0.5V-5.5V（啟動需1.8V）
?升壓輸出范圍?：3V-5.5V可調(diào)（0.1V步進）
?LED驅(qū)動能力?：
- 每通道0.1mA至51mA可調(diào)
- 器件間誤差±5%，通道間誤差±5%
?調(diào)光特性?：
- 模擬調(diào)光：全局1位最大電流(25.5/51mA) + 每通道8位點電流控制
- PWM調(diào)光：8位分辨率，可選線性/指數(shù)調(diào)光曲線

2. 保護機制

?LED保護?：開路檢測(70-110mV@25.5mA)和短路檢測(可編程0.35-0.65×VOUT)
?系統(tǒng)保護?：輸出過壓保護(5.7V)、輸入欠壓鎖定(1.8V上升/0.4V下降)
?熱保護?：LED驅(qū)動部分150°C關(guān)斷，升壓部分155°C關(guān)斷

三、核心技術(shù)創(chuàng)新

1. 時間交叉復(fù)用(TCM)架構(gòu)

采用4輸出引腳控制12個LED點，通過?復(fù)用比率實現(xiàn)高效驅(qū)動。每個OUTx引腳包含：

高端掃描開關(guān)（PMOS，RDS(on) 1-1.4Ω@3V）
低端電流接收器（110mV典型壓降@25.5mA）

完整顯示幀包含4個子周期，每個子周期含調(diào)光期和消隱期（1-2μs可調(diào)）。

2. 先進調(diào)光控制

?PWM相位對齊?：支持正向、中間、反向三種對齊方式
?智能調(diào)光曲線?：指數(shù)曲線更符合人眼感知特性
?多器件同步?：通過SYNC引腳可實現(xiàn)多個器件動畫同步

3. 自主動畫引擎

每個LED配有獨立動畫引擎，包含：

3個動畫引擎單元(AEU)：每個含5個PWM值和4個時間值
2個動畫暫停單元(APU)：實現(xiàn)復(fù)雜淡入淡出效果
支持單次/循環(huán)/無限循環(huán)播放模式

四、典型應(yīng)用設(shè)計

1. 4顆RGB LED驅(qū)動方案

?設(shè)計參數(shù)?：

輸入電壓：3.6V（單節(jié)鋰電）
升壓輸出：5V
LED配置：直接驅(qū)動模式（led_mode=0h）
電流設(shè)置：
- 紅LED：51mA（max_current=1, DC=255）
- 綠/藍LED：40.8mA（DC=204）

?關(guān)鍵元件選型?：

電感：1μH（推薦LPS3015-102ML）
輸入電容：10μF陶瓷+100μF電解
輸出電容：22μF X7R陶瓷

2. 布局指南

?升壓部分?：
- 輸入電容盡量靠近VIN和GND引腳
- SW節(jié)點走線盡量短（<5mm）
?LED驅(qū)動?：
- OUTx走線寬度≥0.3mm
- 避免平行走線以減少串擾
?散熱設(shè)計?：
- DSBGA封裝需在底部添加散熱過孔（推薦0.3mm直徑）
- WSON封裝可利用裸露焊盤散熱

五、行業(yè)應(yīng)用方案

1. TWS耳機充電倉

?方案優(yōu)勢?：
- 0.5V低電壓啟動，適應(yīng)深度放電電池
- 多區(qū)RGB電量指示
- <1μA關(guān)機電流

2. 智能手表

?技術(shù)亮點?：
- 6MHz同步時鐘保證多設(shè)備動畫一致
- 指數(shù)調(diào)光曲線實現(xiàn)平滑亮度過渡
- 3mm×3mm小封裝節(jié)省空間

3. VR 控制器

?特殊需求滿足?：
- 24kHz PWM避免可聽噪聲
- 相位錯位調(diào)光降低輸入紋波
- 自主動畫減輕主機MCU負擔

六、設(shè)計資源推薦

?開發(fā)工具?：
- LP5813EVM評估模塊
- WEBENCH? LED Designer在線設(shè)計工具
?參考設(shè)計?：
- TIDA-060011：藍牙耳機RGB指示方案
- TIDA-050042：智能手表多區(qū)背光驅(qū)動
?仿真模型?：
- PSpice行為級模型
- IBIS I/O緩沖器模型

聲明：本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題，請聯(lián)系本站處理。舉報投訴