小身材大能量：MAX8901A/MAX8901B助力WLED驱动设计

在电子设备的设计中，尤其是对于手机、PDA等手持设备的LCD背光设计，高效且紧凑的WLED驱动方案至关重要。今天就来和大家详细聊聊Maxim Integrated推出的MAX8901A/MAX8901B这两款步进式升压转换器，看看它们是如何在小尺寸封装下实现高性能的。

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产品概述

MAX8901A/MAX8901B专为驱动2到6个串联的白色LED（WLED）而设计，能为LCD背光提供恒定电流，确保WLED亮度均匀。它们采用2mm x 2mm的TDFN封装，尺寸小巧，非常适合空间有限的手持设备。这两款转换器工作在固定的750kHz（典型值）开关频率下，允许使用小型外部组件，并且在单节Li+/Li - Poly电池的整个电压范围内实现了最高效率。

关键特性与优势

高效节能

• 高转换效率：最高可达91%的效率，有效延长了电池续航时间，这对于手持设备来说是非常关键的特性。
• 低关断电流：关断模式下电流仅为0.01µA（典型值），且在关断时无WLED电流，进一步降低了功耗。

灵活调光

• MAX8901A：采用直接PWM调光方式，WLED电流与PWM占空比成正比，可实现0% - 100%的亮度调节。
• MAX8901B：使用单导线串行脉冲调光，可将WLED亮度以32个线性步长进行调节，满量程WLED电流为24.75mA，每步调节0.75mA。

多重保护

• 输入过压保护：当输入电压超过6.2V（最小值）时，输入过压锁定（OVLO）功能启动，防止IC在高输入电压下工作。
• WLED过压保护：当WLED输出电压超过25V（典型值）时，IC会锁存关闭，需通过循环VIN或切换ON引脚来重新启动。
• 内部软启动：可消除启动时的浪涌电流，使WLED逐渐点亮。
• 热关断保护：当芯片温度达到+160°C（典型值）时，热关断功能启动，保护IC不受过热损坏。

小巧封装

8引脚、2mm x 2mm的TDFN - EP封装，节省了电路板空间，同时也便于布局。

电气特性

输入输出范围

• 输入电压范围为2.6V - 5.5V，输出电压最高可达25V，能满足不同应用场景的需求。

  其他特性

• 输入欠压锁定阈值（VIN_UVLO）：上升时为2.25 - 2.55V，下降时为2.53V。
• 输入过压锁定阈值（VIN_OVLO）：上升时为6.2 - 6.35V，下降时为6.0 - 6.3V。
• 静态电流：MAX8901A在无负载（不开关）时为70 - 135µA，MAX8901B为115 - 185µA。

典型应用电路与设计要点

应用电路

MAX8901A和MAX8901B的应用电路基本相似，但在调光控制和部分元件选择上有所不同。以MAX8901A为例，其电路包括输入电容C1、输出电容C2、电感L1、肖特基二极管D1以及电流感测电阻RCS等。MAX8901B则无需连接CS到GND的感测电阻，内部提供电流源来编程WLED电流。

元件选择

• 电感：推荐电感值范围为10µH - 47µH，22µH的电感在大多数应用中能优化效率并保持低输入电压纹波。需确保电感饱和电流额定值超过应用中的峰值电感电流，可通过公式(PEAK=frac{V{OUT(MAX)} × I{LED(MAX)}}{900 × V{IN(MIN)}}+frac{V{IN(MIN) × 1.2}}{2 × L})计算峰值电感电流。
• 肖特基二极管：由于MAX8901的高开关频率，需要高速整流二极管以实现最佳效率。肖特基二极管因其快速恢复时间和低正向压降而被推荐，需确保其平均和峰值电流额定值超过平均输出电流和峰值电感电流，反向击穿电压超过VOUT。RMS二极管电流可通过公式(DIODE(RMS)=sqrt{I{LED} × I_{PEAK }})近似计算。
• 电容：推荐使用具有X5R、X7R或更好电介质的陶瓷电容，以确保在整个工作温度范围内稳定运行。输入电容C1典型值为1µF，输出电容C2在MAX8901A中典型值为0.1µF，在MAX8901B中为1µF。补偿电容C3通常选择0.022µF，用于稳定转换器并控制软启动时间。
• 电流感测电阻（仅MAX8901A）：MAX8901A使用连接在CS到GND的感测电阻RCS来编程100% PWM占空比时的最大WLED电流，可通过公式(R{CS}=frac{500}{I{LED(MAX)}})计算RCS的值。

PCB布局

由于存在快速开关波形和高电流路径，PCB布局需要格外注意。应尽量减小IC与电感、二极管、输入电容和输出电容之间的走线长度，对于MAX8901A，还需减小IC与RCS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。输入旁路电容CIN应尽可能靠近IC放置，CIN和COUT的接地连接应尽可能靠近，PGND和GND应在输入电容接地端连接在一起。

总结

MAX8901A/MAX8901B以其高效、灵活的调光控制和多重保护特性，为2到6个串联WLED的驱动提供了理想的解决方案。在手持设备的LCD背光设计中，它们能够在小尺寸封装下实现高性能，同时满足节能和可靠性的要求。各位工程师在实际设计中，可以根据具体需求选择合适的型号，并注意元件选择和PCB布局等要点，以充分发挥这两款转换器的优势。你在使用类似WLED驱动芯片时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。