高效32V升压转换器MAX8595Z：LED驱动新选择

高效32V升压转换器MAX8595Z/MAX8596Z：LED驱动新选择

在电子设备的设计中，LCD背光照明是一个关键部分，特别是在手机、PDA和其他手持设备中。今天要介绍的MAX8595Z/MAX8596Z是Maxim公司推出的两款高性能升压转换器，能够高效驱动2 - 8颗白光LED，为这些设备的LCD提供出色的背光解决方案。

文件下载：MAX8595Z.pdf

产品概述

MAX8595Z/MAX8596Z采用串联连接方式驱动LED，确保每颗LED电流相同，实现均匀亮度，同时减少连接到LED的走线数量。其中，MAX8595Z可在全温度范围内调节恒定的LED电流；而MAX8596Z具备环境温度降额功能，能避免在高温环境下过度驱动白光LED，并且在低于 +42°C时允许更高的驱动电流。

这两款转换器通过单一的Dual Mode™输入实现简单的亮度调节和开关控制。1MHz的快速电流模式PWM操作，允许使用小尺寸的输入和输出电容以及小电感，同时将输入电源/电池的纹波降至最低。软启动功能则消除了启动时的浪涌电流。它们采用节省空间的8引脚3mm x 3mm TDFN封装。

应用领域

• 移动设备：如手机、智能手机、PDA、掌上电脑和无线手持设备。
• 便携式电脑：电子书和平板笔记本电脑。
• 显示背光：白光LED显示屏背光。

产品特性

高驱动能力与效率

• 可驱动多达8颗25mA的LED，效率高达86%（PLEDs / PIN）。
• 电流调节精度达到1.7%，确保LED亮度稳定。

保护与控制功能

• 具备输出过压保护功能，当输出电压超过阈值时，能及时采取保护措施。
• 灵活的调光控制方式，支持模拟调光、直接PWM内部滤波调光。

电气特性优势

• 1MHz的PWM开关频率，搭配0.1µF的输出电容，实现低输入纹波（12mVP - P）。
• 软启动消除浪涌电流，输入电压范围为2.6V - 5.5V，关机电流低至0.3µA。
• 引脚与MAX1561和MAX1599兼容，方便进行升级或替换。

电气参数分析

绝对最大额定值

了解器件的绝对最大额定值对于确保其安全可靠运行至关重要。例如，PGND到GND、IN到GND、LX和OUT到GND等引脚的电压范围都有明确限制，超出这些范围可能会对器件造成永久性损坏。

电气特性

在不同的条件下，器件的各项电气参数表现如下：

• 电源电压：范围为2.6V - 5.5V，UVLO阈值在2.10V - 2.55V之间，具有30mV的滞后。
• 静态电流：无开关时为0.5 - 0.7mA，关机电源电流在不同温度下有所不同，TA = +25°C时为0.3µA，TA = +85°C时为2µA。
• 输出过压锁定（OVLO）：阈值为32V - 36V，滞后为2V。
• 误差放大器：CTRL到CS的调节电压在不同温度和输入电压条件下有特定的范围。

典型工作特性

效率与电流关系

从典型工作特性曲线可以看出，效率与输入电压和LED电流密切相关。不同数量的LED在不同电流下的效率表现不同，这为设计人员根据实际需求选择合适的LED数量和电流提供了参考。

温度与电流关系

MAX8595Z和MAX8596Z在不同温度下的LED电流表现不同。MAX8596Z的温度降额功能使得其LED电流在高温时会相应降低，而MAX8595Z则保持相对稳定。

开关波形与响应特性

开关波形和软启动、关机响应曲线展示了器件在工作过程中的动态特性，有助于设计人员优化电路参数，确保系统的稳定性和可靠性。

引脚说明

引脚	名称	功能
1	OUT	过压检测，连接0.1µF陶瓷电容到地，关机时输出电压比输入电压低一个二极管压降。
2	IN	输入电压供应，范围为2.6V - 5.5V，连接2.2µF陶瓷电容到GND。
3	CTRL	亮度控制输入，通过电压变化调节LED亮度，低于100mV并保持8.2ms可关机。
4	CS	电流检测反馈输入，连接电阻到GND设置LED偏置电流。
5	COMP	补偿输入，连接0.1µF陶瓷电容到GND，稳定转换器、控制软启动和滤波PWM调光。
6	GND	接地，连接到PGND和IC下方的裸露焊盘。
7	PGND	电源接地，连接到GND和IC下方的裸露焊盘。
8	LX	电感连接，连接到电感和肖特基二极管之间的节点，关机时为高阻抗。

设计要点

调整LED电流

通过调整模拟输入（CTRL）电压和检测电阻（RSENSE）的值来设置输出电流，计算公式为 (ILED =V_{CTRL } /(5 × RSENSE ))。对于MAX8595Z和MAX8596Z，在设置最大电流时，RSENSE的计算公式有所不同。

PWM调光控制

CTRL引脚也可作为数字输入，接受200Hz - 200kHz的逻辑电平PWM信号实现LED亮度控制。误差放大器和补偿电容形成低通滤波器，无需额外的RC滤波器即可实现直流电流输出。

元件选择

• 电容：推荐使用具有X5R、X7R或更好介电性能的陶瓷电容。输入电容典型值为2.2µF，输出电容为0.1µF，CCOMP连接0.1µF电容到GND，且COUT不应超过CCOMP的10倍。
• 电感：电感值范围为10µH - 47µH，22µH电感在大多数应用中能优化效率并保持低输入纹波。需确保电感饱和电流额定值超过应用的峰值电感电流。
• 肖特基二极管：由于MAX8595Z/MAX8596Z的高开关频率，推荐使用快速恢复时间和低正向压降的肖特基二极管，其平均和峰值电流额定值应超过平均输出电流和峰值电感电流，反向击穿电压应超过VOUT。

PCB布局

由于存在快速开关波形和高电流路径，PCB布局需要格外小心。应尽量减小IC与RSENSE、电感、二极管、输入电容和输出电容之间的走线长度，保持走线短、直且宽。将嘈杂的走线（如LX节点走线）远离CS引脚，IN旁路电容应尽可能靠近IC，PGND和GND应直接连接到IC下方的裸露焊盘，CIN和COUT的接地连接应尽可能靠近。

总结

MAX8595Z/MAX8596Z凭借其高效、灵活的特点，为电子工程师在设计LCD背光照明电路时提供了优秀的选择。在实际应用中，我们需要根据具体的设计需求，合理选择元件参数和进行PCB布局，以充分发挥这两款转换器的性能优势。大家在使用过程中有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。