MAX1916：高性能低 dropout 恒流三通道白光 LED 偏置电源

在电子设备的照明设计中，白光 LED 因高效节能、寿命长等优点被广泛应用。而如何为白光 LED 提供稳定、高效的偏置电源，是工程师们需要解决的重要问题。今天就来介绍一款由 MAXIM 推出的低 dropout 恒流三通道白光 LED 偏置电源——MAX1916。

文件下载：MAX1916.pdf

一、产品概述

MAX1916 是传统白光 LED 设计中简单镇流电阻的高性能替代方案。它只需一个电阻就能为三个 LED 设置偏置电流，且三个 LED 的偏置电流匹配度可达 0.3%。在使能状态下，其电源电流仅为 40µA，禁用时更是低至 0.05µA。与镇流电阻相比，MAX1916 具有显著优势，如更好的 LED 间偏置匹配、更低的电源电压变化导致的偏置变化、更低的 dropout 电压，在某些应用中还能显著提高效率。它采用节省空间的 6 引脚 Thin SOT23 封装。

二、产品特性

低 dropout 电压

在 9mA 负载下，dropout 电压低至 200mV，能有效降低功耗，提高电源效率。

高偏置电流

每个 LED 可提供高达 60mA 的偏置电流，满足不同亮度需求。

精准的电流匹配

LED 电流匹配度达 0.3%，确保三个 LED 亮度一致，避免亮度不均的问题。

简单的亮度控制

通过设置相关参数，可轻松实现 LED 亮度控制。

低电源电流

使能时 40µA，禁用时 0.05µA，有效降低功耗，延长电池续航时间。

宽电源电压范围

支持 2.5V 至 5.5V 的电源电压范围，适用于多种电源系统。

热关断保护

当芯片温度过高时，自动启动热关断保护，防止芯片损坏，提高系统可靠性。

小封装尺寸

采用 6 引脚 Thin SOT23 封装，高度仅 1mm，节省电路板空间，适合小型化设备设计。

三、应用领域

• 下一代无线手持设备：如智能手机、平板电脑等，为屏幕背光提供稳定的照明。
• PDA、掌上电脑和手持终端：满足这些设备对低功耗、高亮度照明的需求。
• 数码相机、摄像机：为拍摄提供充足的光线，保证拍摄效果。
• 电池供电设备：凭借其低功耗特性，延长设备的电池使用时间。

四、电气特性

工作电压范围

EN 引脚作为电源输入，工作电压范围为 2.5V 至 5.5V。

欠压锁定阈值

当 EN 引脚电压上升时，欠压锁定阈值为 2.2V 至 2.47V，具有 85mV 的迟滞。

SET 输入电流范围

SET 输入电流范围为 5µA 至 260µA，通过该电流可设置 LED 的偏置电流。

SET 到 LED 电流比

当 SET 输入电流为 42µA 时，LED 电流与 SET 电流的比值为 207 至 253A/A。

SET 偏置电压

当 SET 输入电流为 42µA 时，SET 偏置电压为 1.154V 至 1.276V。

SET 泄漏电流

在关闭状态下，SET 引脚的泄漏电流很小，不同温度范围下有不同的最大值。

LED 间电流匹配

当 SET 输入电流为 42µA 时，LED 间电流匹配度为 0.3% 至 5%。

最大 LED 灌电流

每个 LED 引脚的最大灌电流为 60mA。

LED dropout 电压

不同 SET 输入电流下，LED dropout 电压有所不同，具体数值可参考文档中的表格。

LED 关闭时泄漏电流

在关闭状态下，当 LED 引脚电压为 5.5V 时，每个 LED 引脚的泄漏电流很小。

输入高低电压

EN 引脚输入高电压（> 2.5V）使能设备，输入低电压（< 2.2V）禁用设备。

EN 输入偏置电流

EN 引脚在不同电压下的输入偏置电流有相应的范围。

热关断温度和迟滞

热关断温度为 170°C，迟滞为 10°C。

五、引脚配置与功能

引脚	名称	功能
1	EN	使能输入/电源输入。驱动高（> 2.5V）使能设备，驱动低（< 2.2V）禁用设备。禁用时，SET、LED1、LED2 和 LED3 呈高阻抗状态；使能时，EN 为 MAX1916 提供电源。
2	GND	接地引脚。
3	SET	偏置电流设置输入。流入 SET 的电流通过 (I{LED}=230times I{SET}) 设置每个 LED 的偏置电流。当 EN 为低电平时，SET 呈高阻抗状态。
4	LED3	LED 3 阴极连接。流入 LED3 的电流是流入 SET 电流的 230 倍。当 EN 为低电平时，LED3 呈高阻抗状态。
5	LED2	LED 2 阴极连接。流入 LED2 的电流是流入 SET 电流的 230 倍。当 EN 为低电平时，LED2 呈高阻抗状态。
6	LED1	LED 1 阴极连接。流入 LED1 的电流是流入 SET 电流的 230 倍。当 EN 为低电平时，LED1 呈高阻抗状态。

六、输出电流设置

SET 引脚用于控制 LED 偏置电流，流入 LED1、LED2 和 LED3 的电流是流入 SET 电流的 230 倍。输出电流计算公式为： [I{LED}= 230 frac{left(V{CTRL}-V{SET}right)}{R{SET}}] 其中 (V{SET}=1.215V)，(V{CTRL}) 是 1.8V 至 5.5V 之间的外部电压，(R{SET}) 是连接在 (V{CTRL}) 和 SET 之间的电阻。

七、应用信息

低成本、高效率解决方案

使用电池（单节 Li+ 或三节 NiMH 电池）直接为 LED 供电，这是成本最低、效率最高的架构。由于白光 LED 正向电压较高（3.3V），在电池电量接近耗尽时，LED 亮度可能会稍有下降。但与使用简单镇流电阻相比，MAX1916 的电流调节架构和低 dropout 电压能大大减小这种影响。通过 MAX1916 的使能功能可控制 LED 的开关。

亮度调节

使用 DAC 作为 (V_{CTRL})，可动态调节 LED 亮度，无需工厂校准。电池（单节 Li+ 或三节 NiMH 电池）或稳压电源为 LED 供电。

现有 5V 电源电路

使用现有的系统稳压器（如 MAX684）为 LED 提供所需电压，并为其他电路供电。由于白光 LED 正向电压较高，使用 3.6V 至 5.5V 的稳压电源可提供足够的电压裕量，确保 LED 在任何电池电压下保持恒定亮度。将现有稳压电源作为 (V_{CTRL})。

八、总结

MAX1916 是一款性能优异的低 dropout 恒流三通道白光 LED 偏置电源，具有诸多优点，适用于多种应用场景。在实际设计中，工程师可根据具体需求，合理选择引脚配置、设置输出电流，并结合不同的应用方案，实现高效、稳定的 LED 照明系统。大家在使用过程中，是否遇到过类似芯片在不同应用场景下的适配问题呢？欢迎在评论区分享交流。