小身材大能量：MAX8901A/MAX8901B助力WLED驅動設計

在電子設備的設計中，尤其是對于手機、PDA等手持設備的LCD背光設計，高效且緊湊的WLED驅動方案至關重要。今天就來和大家詳細聊聊Maxim Integrated推出的MAX8901A/MAX8901B這兩款步進式升壓轉換器，看看它們是如何在小尺寸封裝下實現(xiàn)高性能的。

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產品概述

MAX8901A/MAX8901B專為驅動2到6個串聯(lián)的白色LED（WLED）而設計，能為LCD背光提供恒定電流，確保WLED亮度均勻。它們采用2mm x 2mm的TDFN封裝，尺寸小巧，非常適合空間有限的手持設備。這兩款轉換器工作在固定的750kHz（典型值）開關頻率下，允許使用小型外部組件，并且在單節(jié)Li+/Li - Poly電池的整個電壓范圍內實現(xiàn)了最高效率。

關鍵特性與優(yōu)勢

高效節(jié)能

• 高轉換效率：最高可達91%的效率，有效延長了電池續(xù)航時間，這對于手持設備來說是非常關鍵的特性。
• 低關斷電流：關斷模式下電流僅為0.01μA（典型值），且在關斷時無WLED電流，進一步降低了功耗。

靈活調光

• MAX8901A：采用直接PWM調光方式，WLED電流與PWM占空比成正比，可實現(xiàn)0% - 100%的亮度調節(jié)。
• MAX8901B：使用單導線串行脈沖調光，可將WLED亮度以32個線性步長進行調節(jié)，滿量程WLED電流為24.75mA，每步調節(jié)0.75mA。

多重保護

• 輸入過壓保護：當輸入電壓超過6.2V（最小值）時，輸入過壓鎖定（OVLO）功能啟動，防止IC在高輸入電壓下工作。
• WLED過壓保護：當WLED輸出電壓超過25V（典型值）時，IC會鎖存關閉，需通過循環(huán)VIN或切換ON引腳來重新啟動。
• 內部軟啟動：可消除啟動時的浪涌電流，使WLED逐漸點亮。
• 熱關斷保護：當芯片溫度達到+160°C（典型值）時，熱關斷功能啟動，保護IC不受過熱損壞。

小巧封裝

8引腳、2mm x 2mm的TDFN - EP封裝，節(jié)省了電路板空間，同時也便于布局。

電氣特性

輸入輸出范圍

• 輸入電壓范圍為2.6V - 5.5V，輸出電壓最高可達25V，能滿足不同應用場景的需求。

  其他特性

• 輸入欠壓鎖定閾值（VIN_UVLO）：上升時為2.25 - 2.55V，下降時為2.53V。
• 輸入過壓鎖定閾值（VIN_OVLO）：上升時為6.2 - 6.35V，下降時為6.0 - 6.3V。
• 靜態(tài)電流：MAX8901A在無負載（不開關）時為70 - 135μA，MAX8901B為115 - 185μA。

典型應用電路與設計要點

應用電路

MAX8901A和MAX8901B的應用電路基本相似，但在調光控制和部分元件選擇上有所不同。以MAX8901A為例，其電路包括輸入電容C1、輸出電容C2、電感L1、肖特基二極管D1以及電流感測電阻RCS等。MAX8901B則無需連接CS到GND的感測電阻，內部提供電流源來編程WLED電流。

元件選擇

• 電感：推薦電感值范圍為10μH - 47μH，22μH的電感在大多數(shù)應用中能優(yōu)化效率并保持低輸入電壓紋波。需確保電感飽和電流額定值超過應用中的峰值電感電流，可通過公式(PEAK=frac{V{OUT(MAX)} × I{LED(MAX)}}{900 × V{IN(MIN)}}+frac{V{IN(MIN) × 1.2}}{2 × L})計算峰值電感電流。
• 肖特基二極管：由于MAX8901的高開關頻率，需要高速整流二極管以實現(xiàn)最佳效率。肖特基二極管因其快速恢復時間和低正向壓降而被推薦，需確保其平均和峰值電流額定值超過平均輸出電流和峰值電感電流，反向擊穿電壓超過VOUT。RMS二極管電流可通過公式(DIODE(RMS)=sqrt{I{LED} × I_{PEAK }})近似計算。
• 電容：推薦使用具有X5R、X7R或更好電介質的陶瓷電容，以確保在整個工作溫度范圍內穩(wěn)定運行。輸入電容C1典型值為1μF，輸出電容C2在MAX8901A中典型值為0.1μF，在MAX8901B中為1μF。補償電容C3通常選擇0.022μF，用于穩(wěn)定轉換器并控制軟啟動時間。
• 電流感測電阻（僅MAX8901A）：MAX8901A使用連接在CS到GND的感測電阻RCS來編程100% PWM占空比時的最大WLED電流，可通過公式(R{CS}=frac{500}{I{LED(MAX)}})計算RCS的值。

PCB布局

由于存在快速開關波形和高電流路徑，PCB布局需要格外注意。應盡量減小IC與電感、二極管、輸入電容和輸出電容之間的走線長度，對于MAX8901A，還需減小IC與RCS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）遠離CS。輸入旁路電容CIN應盡可能靠近IC放置，CIN和COUT的接地連接應盡可能靠近，PGND和GND應在輸入電容接地端連接在一起。

總結

MAX8901A/MAX8901B以其高效、靈活的調光控制和多重保護特性，為2到6個串聯(lián)WLED的驅動提供了理想的解決方案。在手持設備的LCD背光設計中，它們能夠在小尺寸封裝下實現(xiàn)高性能，同時滿足節(jié)能和可靠性的要求。各位工程師在實際設計中，可以根據(jù)具體需求選擇合適的型號，并注意元件選擇和PCB布局等要點，以充分發(fā)揮這兩款轉換器的優(yōu)勢。你在使用類似WLED驅動芯片時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。