SGM3138：六通道电荷泵白光 LED 驱动器的卓越之选

在电子设备的设计中，白光 LED 驱动器是实现照明功能的关键组件。今天，我们就来深入了解一下 SGMICRO 公司推出的 SGM3138 六通道电荷泵白光 LED 驱动器，看看它有哪些独特的特性和优势。

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一、产品概述

SGM3138 是一款电流调节型白光 LED 驱动器，集成了低压差电流源和高效电荷泵。其电荷泵具备自动可选的 1×/1.5× 分数运算模式，凭借 1× 模式下较小的等效开环电阻，非常适合由锂离子电池供电的白光 LED 应用。该驱动器的供电电压范围为 2.7V 至 5.5V，最多可支持 6 个 LED，总最大电流可达 120mA。LED 参考电流通过内部电阻设置，并且包含一个 4 位数字 - 模拟转换器，可实现 16 级 LED 电流控制，通过向 EN/SET 引脚输入串行脉冲信号，能将 LED 电流设置在 1.25mA 至 20mA 之间。此外，它还提供小于 1μA 的关断电流和软启动功能，内置的软启动电路可避免启动和模式转换期间的过大浪涌电流。

二、产品特性

1. 宽输入电压范围

输入电压范围为 2.7V 至 5.5V，这使得它能够适应多种电源供电，为不同的应用场景提供了灵活性。

2. 多 LED 支持

可支持 6 个 LED，每个 LED 电流可达 20mA，满足了一些需要多个 LED 照明的应用需求，如手机、MP3、数码相机和 LCD 显示屏等。

3. 亮度控制

通过单线接口实现 16 级亮度控制，方便用户根据实际需求调节 LED 的亮度。

4. 高效电荷泵

采用 1× 和 1.5× 电荷泵，实现了高转换效率，有助于延长电池续航时间。

5. 低纹波和低 EMI

开关频率为 1MHz，具有低输入纹波和低电磁干扰（EMI）特性，减少了对其他电子元件的干扰。

6. 精准电流匹配

±5% 的调节 LED 电流匹配，确保各个 LED 的亮度一致性。

7. 软启动功能

内置软启动电路，有效降低浪涌电流，保护电路和 LED 不受过大电流冲击。

8. 保护功能

具备过流保护、欠压锁定和热关断等保护特性，提高了产品的可靠性和稳定性。

9. 宽工作温度范围

工作温度范围为 -40℃ 至 +85℃，能适应不同的环境条件。

10. 环保封装

采用绿色 TQFN - 3×3 - 16L 封装，符合环保要求。

三、应用领域

SGM3138 适用于多种需要白光 LED 背光的应用场景，如手机、MP3、数码相机和 LCD 显示屏等。在这些设备中，它能够为 LED 提供稳定的电流，实现均匀的照明效果。

四、引脚配置与描述

1. 引脚配置

SGM3138 采用 TQFN - 3×3 - 16L 封装，其引脚配置如下：	PIN	NAME	I/O	FUNCTION
1 - 6	LED6 - LED1	I	电流吸收输入，连接到相应 LED 的阴极
7	PGND	-	电源地引脚
8	VOUT	O	连接到输出电容和 LED 的阳极
9	C2P	-	飞电容 2 的正端
10	C1P	-	飞电容 1 的正端
11	C1N	-	飞电容 1 的负端
12	C2N	-	飞电容 2 的负端
13	VIN	I	输入电源引脚
14	AGND	-	模拟地引脚
15	EN/SET	I	高电平有效 LED 使能引脚和调光控制，连接到 MCU 的 GPIO 引脚
16	NC	-	无连接
外露焊盘	GND	-	外露焊盘，应焊接到 PCB 板并连接到地

2. 引脚功能说明

这些引脚各司其职，共同实现了 SGM3138 的各项功能。例如，LED 引脚用于连接 LED，EN/SET 引脚用于控制 LED 的开关和调光，VIN 引脚提供电源输入等。

五、电气特性

1. 电源电压和电流

输入电压范围为 2.7V 至 5.5V，不同模式下的静态电源电流和关断电源电流都有明确的参数。例如，在 1× 模式下，当 VIN = 4.2V 且 ILEDx = 1.25mA 时，静态电源电流 IQ 为 210μA；在 1.5× 模式下，当 IOUT = 0mA 时，IQ 为 2mA；关断电源电流 ISHDN 在 EN/SET = GND 时为 0.1 至 1μA。

2. 电荷泵阶段

过压限制、启动时间、软启动持续时间、开关频率和效率等参数都有详细规定。例如，当 LEDx 未连接且 VIN = 4.2V 时，过压限制 VOUT 为 5.8V；当 COUT = 1μF 且 ILEDx ≥ 0.9 × ILEDx - set 时，启动时间为 235μs；软启动持续时间为 190μs；开关频率为 0.6 至 1.4MHz；在 VIN = 3.45V 且 VLEDx = 3V 时，效率 η 为 85%。

3. 电流源

每个电流源的推荐最大电流、任意两个输出之间的电流匹配、线路调节和 LEDX 到地的电压等参数也很重要。例如，在 3.2V ≤ VIN ≤ 5.5V 时，每个电流源的推荐最大电流 ILEDx 为 18 至 22.5mA；当 VLEDx = 3.2V 且 ILEDx = 20mA 时，任意两个输出之间的电流匹配为 -5% 至 5%。

4. EN/SET 逻辑

关断的低时间、调光的低时间和高时间以及逻辑高电压和低电压阈值等参数，对于控制 LED 的开关和调光至关重要。例如，关断的低时间 tSHDN 为 3ms，调光的低时间 tLO 为 0.5 至 500μs，高时间 tHI 为 0.5μs，逻辑高电压 VIH 为 1.2V，逻辑低电压 VIL 为 0.6V。

六、典型性能特性

1. 调光操作

在 1x 模式和 1.5 模式下，输入和输出电压纹波等性能表现良好，能够实现稳定的调光效果。

2. 启动时序

启动时间和软启动过程都有相应的特性曲线，确保在启动过程中不会出现过大的电流冲击。

3. LED 电流调节与输入电压关系

随着输入电压的变化，LED 电流能够保持相对稳定的调节，保证了 LED 亮度的一致性。

4. 效率与输入电压关系

在不同的输入电压下，驱动器的效率有所不同，用户可以根据实际需求选择合适的输入电压，以提高能源利用效率。

七、典型应用电路

文档中给出了典型应用电路，通过合理配置电容和连接 LED 等元件，能够实现 SGM3138 的正常工作。在实际设计中，工程师可以根据具体需求对电路进行适当调整。

八、封装信息

1. 封装外形尺寸

TQFN - 3×3 - 16L 封装有详细的外形尺寸和推荐焊盘尺寸，为 PCB 设计提供了准确的参考。

2. 编带和卷盘信息

包括卷盘尺寸、编带尺寸和关键参数列表，方便生产和组装过程中的操作。

3. 纸箱尺寸

提供了纸箱的关键参数列表，确保产品在运输过程中的安全。

九、总结

SGM3138 作为一款高性能的六通道电荷泵白光 LED 驱动器，具有宽输入电压范围、多 LED 支持、高效电荷泵、精准电流匹配、多种保护功能等优点，适用于多种白光 LED 背光应用。在实际设计中，电子工程师可以根据其电气特性和典型应用电路，合理选择和使用该驱动器，以实现理想的照明效果。同时，要注意遵守绝对最大额定值和 ESD 敏感性注意事项，确保产品的可靠性和稳定性。你在使用 SGM3138 过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。