高效32V升壓轉(zhuǎn)換器MAX8595Z/MAX8596Z：LED驅(qū)動新選擇

在電子設(shè)備的設(shè)計中，LCD背光照明是一個關(guān)鍵部分，特別是在手機、PDA和其他手持設(shè)備中。今天要介紹的MAX8595Z/MAX8596Z是Maxim公司推出的兩款高性能升壓轉(zhuǎn)換器，能夠高效驅(qū)動2 - 8顆白光LED，為這些設(shè)備的LCD提供出色的背光解決方案。

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產(chǎn)品概述

MAX8595Z/MAX8596Z采用串聯(lián)連接方式驅(qū)動LED，確保每顆LED電流相同，實現(xiàn)均勻亮度，同時減少連接到LED的走線數(shù)量。其中，MAX8595Z可在全溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)恒定的LED電流；而MAX8596Z具備環(huán)境溫度降額功能，能避免在高溫環(huán)境下過度驅(qū)動白光LED，并且在低于 +42°C時允許更高的驅(qū)動電流。

這兩款轉(zhuǎn)換器通過單一的Dual Mode?輸入實現(xiàn)簡單的亮度調(diào)節(jié)和開關(guān)控制。1MHz的快速電流模式PWM操作，允許使用小尺寸的輸入和輸出電容以及小電感，同時將輸入電源/電池的紋波降至最低。軟啟動功能則消除了啟動時的浪涌電流。它們采用節(jié)省空間的8引腳3mm x 3mm TDFN封裝。

應(yīng)用領(lǐng)域

• 移動設(shè)備：如手機、智能手機、PDA、掌上電腦和無線手持設(shè)備。
• 便攜式電腦：電子書和平板筆記本電腦。
• 顯示背光：白光LED顯示屏背光。

產(chǎn)品特性

高驅(qū)動能力與效率

• 可驅(qū)動多達8顆25mA的LED，效率高達86%（PLEDs / PIN）。
• 電流調(diào)節(jié)精度達到1.7%，確保LED亮度穩(wěn)定。

保護與控制功能

• 具備輸出過壓保護功能，當(dāng)輸出電壓超過閾值時，能及時采取保護措施。
• 靈活的調(diào)光控制方式，支持模擬調(diào)光、直接PWM內(nèi)部濾波調(diào)光。

電氣特性優(yōu)勢

• 1MHz的PWM開關(guān)頻率，搭配0.1μF的輸出電容，實現(xiàn)低輸入紋波（12mVP - P）。
• 軟啟動消除浪涌電流，輸入電壓范圍為2.6V - 5.5V，關(guān)機電流低至0.3μA。
• 引腳與MAX1561和MAX1599兼容，方便進行升級或替換。

電氣參數(shù)分析

絕對最大額定值

了解器件的絕對最大額定值對于確保其安全可靠運行至關(guān)重要。例如，PGND到GND、IN到GND、LX和OUT到GND等引腳的電壓范圍都有明確限制，超出這些范圍可能會對器件造成永久性損壞。

電氣特性

在不同的條件下，器件的各項電氣參數(shù)表現(xiàn)如下：

• 電源電壓：范圍為2.6V - 5.5V，UVLO閾值在2.10V - 2.55V之間，具有30mV的滯后。
• 靜態(tài)電流：無開關(guān)時為0.5 - 0.7mA，關(guān)機電源電流在不同溫度下有所不同，TA = +25°C時為0.3μA，TA = +85°C時為2μA。
• 輸出過壓鎖定（OVLO）：閾值為32V - 36V，滯后為2V。
• 誤差放大器：CTRL到CS的調(diào)節(jié)電壓在不同溫度和輸入電壓條件下有特定的范圍。

典型工作特性

效率與電流關(guān)系

從典型工作特性曲線可以看出，效率與輸入電壓和LED電流密切相關(guān)。不同數(shù)量的LED在不同電流下的效率表現(xiàn)不同，這為設(shè)計人員根據(jù)實際需求選擇合適的LED數(shù)量和電流提供了參考。

溫度與電流關(guān)系

MAX8595Z和MAX8596Z在不同溫度下的LED電流表現(xiàn)不同。MAX8596Z的溫度降額功能使得其LED電流在高溫時會相應(yīng)降低，而MAX8595Z則保持相對穩(wěn)定。

開關(guān)波形與響應(yīng)特性

開關(guān)波形和軟啟動、關(guān)機響應(yīng)曲線展示了器件在工作過程中的動態(tài)特性，有助于設(shè)計人員優(yōu)化電路參數(shù)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

引腳說明

設(shè)計要點

調(diào)整LED電流

通過調(diào)整模擬輸入（CTRL）電壓和檢測電阻（RSENSE）的值來設(shè)置輸出電流，計算公式為 (ILED =V_{CTRL } /(5 × RSENSE ))。對于MAX8595Z和MAX8596Z，在設(shè)置最大電流時，RSENSE的計算公式有所不同。

PWM調(diào)光控制

CTRL引腳也可作為數(shù)字輸入，接受200Hz - 200kHz的邏輯電平PWM信號實現(xiàn)LED亮度控制。誤差放大器和補償電容形成低通濾波器，無需額外的RC濾波器即可實現(xiàn)直流電流輸出。

元件選擇

• 電容：推薦使用具有X5R、X7R或更好介電性能的陶瓷電容。輸入電容典型值為2.2μF，輸出電容為0.1μF，CCOMP連接0.1μF電容到GND，且COUT不應(yīng)超過CCOMP的10倍。
• 電感：電感值范圍為10μH - 47μH，22μH電感在大多數(shù)應(yīng)用中能優(yōu)化效率并保持低輸入紋波。需確保電感飽和電流額定值超過應(yīng)用的峰值電感電流。
• 肖特基二極管：由于MAX8595Z/MAX8596Z的高開關(guān)頻率，推薦使用快速恢復(fù)時間和低正向壓降的肖特基二極管，其平均和峰值電流額定值應(yīng)超過平均輸出電流和峰值電感電流，反向擊穿電壓應(yīng)超過VOUT。

PCB布局

由于存在快速開關(guān)波形和高電流路徑，PCB布局需要格外小心。應(yīng)盡量減小IC與RSENSE、電感、二極管、輸入電容和輸出電容之間的走線長度，保持走線短、直且寬。將嘈雜的走線（如LX節(jié)點走線）遠(yuǎn)離CS引腳，IN旁路電容應(yīng)盡可能靠近IC，PGND和GND應(yīng)直接連接到IC下方的裸露焊盤，CIN和COUT的接地連接應(yīng)盡可能靠近。

總結(jié)

MAX8595Z/MAX8596Z憑借其高效、靈活的特點，為電子工程師在設(shè)計LCD背光照明電路時提供了優(yōu)秀的選擇。在實際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的設(shè)計需求，合理選擇元件參數(shù)和進行PCB布局，以充分發(fā)揮這兩款轉(zhuǎn)換器的性能優(yōu)勢。大家在使用過程中有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。