深入剖析DLPA2005：電源管理與LED驅(qū)動(dòng)的全能芯片

在電子設(shè)備不斷小型化、功能不斷強(qiáng)大的今天，一款優(yōu)秀的電源管理和LED驅(qū)動(dòng)芯片對(duì)于提升設(shè)備性能至關(guān)重要。DLPA2005就是這樣一款專為DLP視頻和數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)優(yōu)化的芯片，下面我們就來(lái)深入了解一下它。

文件下載：dlpa2005.pdf

一、DLPA2005特性亮點(diǎn)

（一）集成功能強(qiáng)大

DLPA2005在小型芯片級(jí)封裝中集成了降壓/升壓DC - DC轉(zhuǎn)換器、數(shù)字微鏡器件（DMD）電源、數(shù)字電源外設(shè)（DPP）內(nèi)核電源、1.8V負(fù)載開(kāi)關(guān)以及測(cè)量系統(tǒng)等多種功能。三個(gè)用于通道選擇的低阻抗MOSFET開(kāi)關(guān)（27°C時(shí)典型值為30mΩ），每個(gè)通道具有獨(dú)立的10位電流控制，最大LED電流可達(dá)2.4A，能夠?yàn)镽GB LED提供高效驅(qū)動(dòng)。

（二）電源管理出色

1. DMD調(diào)節(jié)器：僅需一個(gè)電感器，就能提供VOFS（10V）、VBIAS（18V）、VRST（ - 14V）等穩(wěn)定電壓輸出，并且在禁用時(shí)能對(duì)接地（GND）被動(dòng)放電。
2. DPP 1.1V內(nèi)核電源：采用具有集成開(kāi)關(guān)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）的同步降壓轉(zhuǎn)換器，支持高達(dá)600mA的輸出電流。
3. VLED降壓/升壓轉(zhuǎn)換器：具備輕負(fù)載電流狀態(tài)下的省電模式，能有效提高能源利用效率。
4. 低阻抗負(fù)載開(kāi)關(guān)：VIN范圍為1.8V至3.6V，支持高達(dá)200mA的電流，禁用時(shí)對(duì)接地（GND）被動(dòng)放電。

（三）其他實(shí)用特性

擁有33MHz串行外設(shè)接口（SPI），方便進(jìn)行配置設(shè)置；用于測(cè)量模擬信號(hào)的多路復(fù)用器，可對(duì)電池電壓、LED電壓、LED電流、光傳感器、內(nèi)部基準(zhǔn)電壓和外部溫度傳感器等進(jìn)行測(cè)量；具備完善的監(jiān)視和保護(hù)電路，包括熱模警告和熱關(guān)斷、低電池電壓警告、可編程的電池欠壓閉鎖（UVLO）、負(fù)載開(kāi)關(guān)UVLO、過(guò)流和欠壓保護(hù)等。

二、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

（一）DLP Pico?投影儀

在智能設(shè)備如智能手機(jī)、平板電腦等的配件投影儀中，DLPA2005與DLP2010 DMD和DLPC3430/DLPC3435控制器配合使用，能提供所需的模擬電源和RGB LED驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高效可靠的投影顯示。隨著LED電流的增加，投影儀的亮度也會(huì)提升，不過(guò)這種提升是非線性的。

（二）DLP移動(dòng)傳感

在使用DLPC150控制器和DLP2010NIR的嵌入式系統(tǒng)中，DLPA2005也能發(fā)揮重要作用。例如在反射光譜應(yīng)用中，通過(guò)控制DLP2010NIR的微鏡，能將特定波長(zhǎng)的光反射到探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品吸收光譜的測(cè)量。

三、詳細(xì)功能解析

（一）DMD調(diào)節(jié)器

DMD調(diào)節(jié)器為DMD復(fù)位電路提供穩(wěn)定的電源，其輸出電壓VOFS、VBIAS和VRST在啟動(dòng)和關(guān)閉時(shí)都有特定的時(shí)序要求。當(dāng)PROJ_ON引腳拉高時(shí)，DMD先初始化，然后VOFS、VBIAS和VRST依次上電；當(dāng)PROJ_ON引腳拉低或出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)按照相應(yīng)的時(shí)序進(jìn)行關(guān)機(jī)操作。

（二）RGB Strobe Decoder

由三個(gè)NMOS開(kāi)關(guān)、LED驅(qū)動(dòng)器、選通解碼器和LED電流控制組成，通過(guò)LED_SEL[1:0]信號(hào)控制NMOSFET的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)RGB LED的順序選擇。開(kāi)關(guān)切換采用“先斷后通”（BBM）的方式，避免電流沖擊。

（三）LED電流控制

通過(guò)電流DAC獨(dú)立控制每個(gè)LED的電流，其輸出電壓VLED會(huì)根據(jù)所選通道的電流設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。不過(guò)，LED電流的準(zhǔn)確性受RLIM電阻、PCB走線和接地等因素影響，在設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意。

（四）最大LED電流和效率考慮

DLPA2005的最大LED電流受芯片固有最大電流、最大輸入電流和轉(zhuǎn)換器效率等因素限制。在低輸入電壓時(shí)，由于轉(zhuǎn)換器效率降低，最大LED電流會(huì)受到影響。因此，在選擇電源時(shí)需要綜合考慮這些因素。

（五）保護(hù)電路

具備多種保護(hù)電路，如熱警告和熱關(guān)斷、低電池警告和欠壓閉鎖、DMD調(diào)節(jié)器故障、V6V電源良好故障、VLED過(guò)壓故障等，能有效保護(hù)芯片和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

四、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

（一）電源供應(yīng)

DLPA2005可在2.3至6V的輸入電壓或電池下工作，但為避免供電不足、振鈴和電流限制等問(wèn)題，可能需要增加額外的大容量電容。在出現(xiàn)振鈴時(shí)，可能需要使用電解或鉭電容進(jìn)行阻尼。

（二）布局設(shè)計(jì)

由于芯片涉及高峰值電流和高開(kāi)關(guān)頻率，布局設(shè)計(jì)至關(guān)重要。應(yīng)使用寬而短的走線作為主要電流路徑和電源接地軌道，將輸入電容、輸出電容和電感盡可能靠近IC放置。例如，RLIM應(yīng)通過(guò)寬走線連接到系統(tǒng)接地，模擬接地引腳5應(yīng)與RLIM連接點(diǎn)進(jìn)行星型連接。

（三）熱管理

由于轉(zhuǎn)換器效率并非100%，芯片會(huì)產(chǎn)生功率損耗，導(dǎo)致結(jié)溫升高。為保證芯片可靠性，可使用散熱片和氣流來(lái)降低結(jié)溫。在設(shè)計(jì)時(shí)，可通過(guò)計(jì)算功率損耗和結(jié)溫，合理選擇散熱方案。

五、總結(jié)

DLPA2005憑借其強(qiáng)大的集成功能、出色的電源管理能力和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，成為DLP視頻和數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)中的理想選擇。但在設(shè)計(jì)使用過(guò)程中，需要充分考慮其特性和要求，做好電源供應(yīng)、布局設(shè)計(jì)和熱管理等工作，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。各位工程師在實(shí)際應(yīng)用中，不妨多嘗試和探索，挖掘出DLPA2005更多的潛力。你在使用類似芯片時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。