на главную
Карта сайта
English version
Вы читаете:

Микросхемы для источников питания и драйверов светодиодов

Документация
7 месяцев назад

Микросхемы для источников питания и драйверов светодиодов компании Analog Devices (Часть 1)


Компания Analog Devices, Inc (г. Норвуд, штат Массачусетс, США) известна как разработчик и производитель широкого спектра интегральных микросхем (ИМС). Продукты Analog Devices (ADI) применяются практически во всех областях радиоэлектроники, телекоммуникаций, промышленности, медицины и здравоохранения, в автомобилестроении, энергетике, в военной, космической и специальной аппаратуре и многих других областях, в том числе в источниках питания, системах освещения и подсветки. При этом многие ИМС Analog Devices относятся к "элитному" классу продуктов в соответствующих секторах рынка и категориях полупроводниковых приборов в части качества ключевых характеристик и надежности.

ADI основали в 1965 году в городе Кембридже (штат Массачусетс) выпускники Массачусетского технологического института (MIT) Рэй Стата и Мэтью Лорбер (Raymond S. Stata, Matthew Lorber), на рис. 1 Лорбер и Стата в лаборатории ADI в Кембридже.
В первые годы своей деятельности компания была нацелена на разработку и производство модульных операционных усилителей и других схемотехнических решений в гибридном исполнении. Модули производились вручную путем установки дискретных транзисторов, резисторов и конденсаторов на миниатюрные печатные платы, которые затем помещались в пластиковые корпуса и заливались герметиком. Высокая цена (порядка 50 долл.) модульных ОУ компенсировалась их отличными точностными характеристиками и высокой надежностью, что удовлетворяло требованиям их основных клиентов - производителей космической, военной,научной, измерительной техники и другой ответственной аппаратуры [1].

Основатели ADI Лорбер и Стата в лаборатории в Кембридже

Рис. 1. Основатели ADI Лорбер и Стата в лаборатории в Кембридже

 

В 1994 году в компании была создана группа приборов управления питанием PMG (Power Management Group), основной задачей которой была разработка специализированных ИМС управления питанием различных портативных и мобильных устройств. В том же году были выпущены универсальные линейные стабилизаторы ADM663A/666A в компактных корпусах DIP-8 и SOIC-8, предназначенные для применения в различных портативных устройствах с питанием от батарей.

Среди большой номенклатуры продуктов ADI для мобильных приложений имеются и специализированные ИМС для управления светодиодами (LED). В 2006 году компания представила драйвер для LED-вспышек мобильных телефонов ADP1653 в миниатюрном корпусе и печатной платой размерами 6,4x7,2 мм. Микросхема выполнена на основе импульсного повышающего ШИМ преобразователя с частотой коммутации 1,2 МГц и обеспечивает управление светодиодами в режимах "вспышки" и "фонаря" с выходным током до 500 мА. Общая эффективность преобразователя с индуктивностью 2,2 мкГн при работе от литий-ионного аккумулятора не менее 80%. Преобразователь управляется через интерфейс I2C и позволяет устанавливать 32 значения тока через светодиод и 16 значений длительности "вспышки", типовое включение микросхемы приведено на рис. 2. Для повышения общей яркости "вспышек" в течение длительного времени на вывод SETF микросхемы можно подавать короткие маскирующие импульсы TxMASK длительностью не более 50 мкс, действующие в моменты включения выходного полевого транзистора ИМС, что уменьшает пиковый ток через светодиоды и предотвращает чрезмерную нагрузку на аккумуляторы мобильных устройств.

Типовое включение ИМС ADP1653

Рис. 2. Типовое включение ИМС ADP1653

 

В 2012 году компания представила одноканальный LED-драйвер ADP1649 на импульсный ток 1 А и двухканальный драйвер ADP1660 (2x0,75 А), выполненные в миниатюрных корпусах WLCSP размерами 2x1,5 мм. ИМС предназначены для схем подсветки сотовых телефонов, смартфонов, цифровых фотоаппаратов и видеокамер. Повышающие преобразователи, реализованные на их основе, обеспечивают высокую эффективность (до 90%), не требуют внешних диодов и работают при частоте коммутации 3 МГц с индуктивностью 1 мкГн. Максимальный ток в непрерывном режиме не менее 200 мА (ADP1649) и 2x100 мА (ADP1660). Типовое включение микросхемы ADP1660 приведено на рис. 3. ИМС управляются через интерфейс I2C, на вывод GPIO подаются маскирующие импульсы TxMASK или управляющее напряжение TORCH, снижающее ток через светодиоды в режиме "фонаря".

Типовое включение ИМС ADP1660

Рис. 3. Типовое включение ИМС ADP1660

 

Классификационные параметры ИМС категории переключающих преобразователей питания приведены в таблице [2].

Рассмотрим особенности некоторых переключающих преобразователей, а также драйверов светодиодов из категории продуктов для дисплеев и подсветки более подробно.

  • ADP8140 (спецификация 2013 г.) - ИМС в миниатюрном корпусе размерами 4x4 мм обеспечивает управление четырьмя цепочками последовательно включенных светодиодов (далее - LED-цепочка) в конфигурации с открытыми стоками выходных транзисторов (Current Sink), при этом разброс значений токов в цепочках не превышает ±2%. Для увеличения числа LED-цепочек ИМС могут включаться параллельно. Другие особенности и параметры ИМС ADP8140: 

-Максимальный выходной ток в каждой цепи до 0,5 А, суммарный ток до 2 А.

-Число LED в цепочках определяется величиной напряжения, подаваемого на их аноды (до 100 В), схема преобразователя сетевого напряжения на основе ИМС ADP8140 приведена на рис. 4.

Схема преобразователя сетевого напряжения на основе ИМС ADP8140

Рис. 4. Схема преобразователя сетевого напряжения на основе ИМС ADP8140

 

-Регулировка яркости свечения LED осуществляется подачей ШИМ импульсов на вывод DIM микросхемы, либо регулировкой напряжений на выводах VT, ISET (резисторы RN, Rset).

-Встроенные схемы защиты от перегрева, перенапряжений (порог задается резисторами Ro1, Ro2), в том числе при обрыве или КЗ в цепях LED, обеспечивается также снижение тока через LED при их перегреве (используется внешний терморезистор NTC).

-Дежурный режим с малым энергопотреблением, выход сигнала отказа ИМС или светодиодов (вывод nFAULT).

При необходимости использования ИМС в низковольтных цепях постоянного тока удобно совместно с ней применять специализированные DC/DC-преобразователи ADP2441, ADP2442. На рис. 5 приведена схема освещения на основе ИМС ADP8140 с понижающим преобразователем на микросхеме ADP2441 (см. таблицу), схема позволяет использовать различное число LED в зависимости от типа светильника. Выходное напряжение преобразователя задается в пределах от 0,6 В до значения 90% от напряжения питания внешними резисторами на выводе FB микросхемы ADP2441.

Схема освещения на основе ИМС ADP8140 с понижающим преобразователем на ИМС ADP2441

Рис. 5. Схема освещения на основе ИМС ADP8140 с понижающим преобразователем на ИМС ADP2441

 

Таблица. Классификационные параметры микросхем ADI категории переключающих преобразователей питания 

Микросхема

Uвх, В

Uвых, В

Iвых, A

f, МГц

Размер корпуса, мм

Примечания

ADP1606

0,8-Uвых

1,8

0,8-1.3

1,8-2,2

2х2

Повышающий, L=2,2 мкГн

ADP1607

0,8-Uвых

1,8-3,3

ADP2442

4,5-36

0,6-Uвхх0,9

1

0,3-1,1

3х3

Понижающий, L=6,8-82 мкГн

ADP2386

4,5-20

от 1

6

0,2-1,4

4х4

Понижающий, L=0,47-4,7 мкГн

ADP2380

4

0,25-1,4

4,4х5

Понижающий, L=1-10 мкГн

ADP2384

0,2-1,4

4х4

ADP2441

4,5-36

0,6-Uвхх0,9

1

0,3-1

3х3

Понижающий, L=6,8-82 мкГн

ADP1614

2,5-5,5

До 20

4

0,65-1,3

Повышающий, L=4,7-22 мкГн

ADP2381

4,5-20

От 1

6

0,25-1,4

4,4х5

Понижающий, L=0,68-6,8 мкГн

ADP2371

3,2-15

0,8-5

0,8

0,6-1,2

3х3

Понижающий, L=2,5-37,7 мкГн

ADP2370

ADP2325

4,5-20

От 1

5 + 5

0,25-1,2

5х5

Понижающий, двухканальный

ADP2164

2,7-6,5

0,6-Uвх

4

0,5-1,4

4х4

Понжающий, L=0,8-1,5 мкГн

ADP2323

4,5-20

От 1,2

3 + 3

0,25-1,2

5х5

Понижающий, двухканальный

ADP2147

2,3-5,5

0,8-3,3

0,8

2,6-3,4

1х1,5

Понижающий, L=1 мкГн

ADP2127

2,1-5,5

1,2-1,26

0,5

4,8-6,8

1,3х0,9

Понижающий, L=1-1,5 мкГн

ADP2126

1,2-1,6

1,3х0,9

ADP2139

2,3-5,5

0,8-3,3

0,8

2,6-3,4

1х1,5

Понижающий, L=1 мкГн

ADP2138

ADP2303

3-20

От 0,8

3

0,6-0,8

4,9х3,9

Понижающий, L=2,5-6,8 мкГн

ADP2140

2,3-5,5

1-3,3

0,6

2,55-3,15

3х3

Понижающий, L=1 мкГн

ADP2120

От 0,6

1,25

1-2

Понижающий, L=1,5 мкГн

ADP2119

2

ADP2301

3-20

0,8-0,85хUвх

1,2

1-1,75

2,9х1,6

Понижающий, L=4,7-10 мкГн

ADP2300

1,4

0,5-0,9

ADP2116

2,75-5,5

От 0,6

3 + 3

0,2-2

5х5

Понижающий, двухканальный

ADP2118

2,3-5,5

3

0,6-1,4

4х4

Понижающий, L=1 мкГн

ADP2114

2,75-5,5

2 + 2

0,2-2

5х5

Понижающий, двухканальный

ADP2121

2,3-5,5

1,8-3,3

0,6

5,36-6,64

0,9х1,3

Понижающий, L=0,47 мкГн

ADP2109

2,7-5,5

1-1,8

2,5-3,5

1х1,45

Понижающий, L=1 мкГн

ADP1613

2,5-5,5

До 20

2

0,65-1,3

3х3

Повышающий, L=4,7-10 мкГн

ADP1612

1,8-5,5

1,4

Понижающий, L=4,7-10 мкГн

ADP2504

2,3-5,5

2,8-5,5

1

2,1-2,9

Понижающий/повышающий

ADP2503

0,6

ADP2108

1-3,3

2,5-3,5

2,9х2,8

Понижающий, L=1 мкГн

ADP2102

2,7-5,5

0,6-3,3

3

3х3

ADP2107

От 0,8

2

1-1,4

4х4

Понижающий, КПД=97%

ADP2106

1,5

ADP2105

1

ADP3050

3,6-30

1,25-12

0,17-240

5х4

Понижающий, L=22-45 мкГн

ADP1111

2-30

3,3-12

0,054-0,088

5х4

Понижающий/повышающий

ADP5054

4,5-15,5

От 0,8

2-6 на канал

0,25-2

7х7

Четырехканальный

ADP5133

2,3-5,5

0,8-3,8

0,8 + 0,8

2,5-3,5

2х2

Двухканальный

ADP5053

4,5-15

От 0,8

До 4 на канал

0,25-1,4

7х7

Четырехканальный

ADP5134

2,5-5,5

0,8-3,8

1,2 + 1,2

4х4

Двухканальный

ADP5052

4,5-15

0,85-5,5

До 4 на канал

7х7

Пятиканальный

ADP5050

До 4 на канал

ADP5041

2,3-5,5

0,8-3,8

1,2 + 0,3x2

2,5-3,5

4х4

Понижающий + два LDO

ADP5040

Понижающий + два LDO

ADP5033

0,8х2+0,3х2

2х2

Два понижающих+два LDO

ADP5043

0т 0,8

0,8 + 0,3х2

4х4

Понижающий + LDO + супервизор

ADP5042

Понижающий + два LDO

ADP5022

2,4-5,5

2,2-3,9

0,6х2 +0,15

2х2

Два понижающийх + LDO

ADP5020

2.5-3.7

0,6 + 0,25 +0,15

2,5-3,6

4х4

Два понижающих + два LDO

Продолжение следует

Автор:Юрий Петропавловский (г. Таганрог)

Источник: Ремонт и сервис


Рекомендуем к данному материалу ...

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Поля, обязательные для заполнения

Изготовление печатных плат