安森美半導(dǎo)體身為應(yīng)用于高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供應(yīng)商,，針對各種LED應(yīng)用提供寬范圍的LED驅(qū)動器方案,，其中就包括用于可尋址標(biāo)志和建筑物裝飾照明兩類常見應(yīng)用的系列線性驅(qū)動器(詳見下表)。這些驅(qū)動器能夠精確地穩(wěn)定LED電流,，并包含可編程接口,，利于軟件控制。本文將以CAT4008,、CAT4103和CAT9552為例,，分別闡述其主要功能和基本工作原理，便于工程師的選型設(shè)計,。
表1：安森美半導(dǎo)體應(yīng)用于標(biāo)志及建筑物裝飾照明的系列智能LED控制/驅(qū)動器,。
針對LED廣告牌等應(yīng)用的恒流汲入型LED驅(qū)動器
諸如廣告牌標(biāo)志、滾動橫幅,、智能車輛標(biāo)志和體育計分板等LED應(yīng)用需要采用多顆LED,，通常包含多串LED，要求LED驅(qū)動方案提供恒定的光輸出,，不同通道間的電流匹配精度要高,，要提供易用的接口來控制不同LED通道，并且要具備可靠的保護(hù)功能,。安森美半導(dǎo)體針對這類應(yīng)用的方案包括CAT4008和 CAT4106等恒流LED汲入型驅(qū)動器,，其中前者支持8通道,，后者支持16通道。
以CAT4008為例,，典型LED通道匹配精度達(dá)±1.5%,，且LED通道能夠在輸出電壓低至0.4V(當(dāng)LED電流為2~100 mA時)時保持穩(wěn)流狀態(tài)，在應(yīng)用設(shè)計中可以此實(shí)現(xiàn)更高的電源效率,。圖1左側(cè)顯示的是CAT4008的框圖,，不同引腳的詳細(xì)功能說明參見參考資料[1]。這器件使用8路緊密匹配的汲電流來對每個通道的LED電流進(jìn)行穩(wěn)流,，而外部電阻RSET用于將LED通道電流設(shè)定為RSET電流的約51倍,。由于每個通道包含獨(dú)立電流感測電路，故CAT4008能夠為所有通道都提供緊密的穩(wěn)流,。在大多數(shù)電流和電源電壓條件下LED通道的最大壓降為0.4 V,，幫助改善散熱及提升LED驅(qū)動器能效。上電時,，欠壓鎖定電路清除所有閂鎖及移位寄存器信息,，并將所有輸出設(shè)置為關(guān)閉。一旦達(dá)到欠壓鎖定閾值,，就可以設(shè)定器件,。驅(qū)動器將每個連續(xù)LED輸出通道的激活時間各延遲17納秒(典型值)，即LED2相對LED1延遲17納秒,，LED3相對LED1延遲34納秒,，并依次類推。延遲在閂鎖(LATCH)引腳激活時引入,，從而將LED電源上的浪涌電流降至最低,，從而能夠使用更小的旁路電容。
速度高達(dá) 25MHz的高速,、四線(4-Wire)串行接口通過移位寄存器和鎖存架構(gòu)控制8通道中的每一個LED通道,。串行數(shù)據(jù)輸出引腳允許多個器件通過同一個串行接口串聯(lián)使用。CAT4008還有輸出關(guān)閉引腳,，該引腳可被用來關(guān)閉所有LED通道,，而不必依賴串口發(fā)送數(shù)據(jù)。此外,，CAT4008還具備熱保護(hù)功能,，在芯片溫度超過許可限度時關(guān)閉LED輸出。
圖1：安森美半導(dǎo)體8通道恒流LED汲入型驅(qū)動器CAT4008框圖及應(yīng)用示例,。
高亮度,、高視覺沖擊力建筑物照明應(yīng)用的RGB LED像素驅(qū)動器
某些旨在營造高視覺沖擊力效果的建筑物裝飾照明應(yīng)用使用高亮度的LED，要求LED驅(qū)動器能夠驅(qū)動高亮度的RGB LED，并且要具備高速接口,，從而支持高數(shù)據(jù)率并確保維持高數(shù)據(jù)完整性，還需要具備超低的壓降,，從而提供更高的能效,。
安森美半導(dǎo)體適合這類應(yīng)用的LED驅(qū)動器包括的帶獨(dú)立電流控制功能的三通道恒流RGB LED像素驅(qū)動器CAT4103和CAT4109。其中,，CAT4103為高端,、多色彩、“智能”LED建筑物照明應(yīng)用而設(shè)計,，具有高速串行接口,，能支持達(dá)25 MHz的數(shù)據(jù)率，提供完全緩沖的數(shù)據(jù)輸出,，確保在分布式(長距離),、菊花鏈型照明系統(tǒng)中維持最高的數(shù)據(jù)完整性。而CAT4109使用并行接口,，每條通道具有專門的脈寬調(diào)制(PWM)控制,，非常適合更常規(guī)的LED視覺效果應(yīng)用，如混色和建筑物重點(diǎn)照明,。
圖2：安森美半導(dǎo)體CAT4103框圖,、典型應(yīng)用電路圖及應(yīng)用示例。
CAT4103和CAT4109都支持每通道達(dá)175 mA的寬廣范圍LED恒流驅(qū)動,，電流為60 mA時壓降電平至0.3 V ,，確保在驅(qū)動長串LED時提供最高性能。這些驅(qū)動器每通道支持25 V的電壓電平,，能夠以超過10瓦(W)的高亮度功率電平支持RGB像素,。
CAT4103 和CAT4109是安森美半導(dǎo)體恒流低壓降驅(qū)動器(LDO?)產(chǎn)品線的兩款產(chǎn)品，這產(chǎn)品線還包括CAT4101和CAT4104等,，其中,，CAT4101 提供高精度的1 A電流驅(qū)動能力，而CAT4104是一款四通道的恒流LED驅(qū)動器,，適合通用及建筑物照明,、汽車照明、LCD背光等應(yīng)用,。
I2C指示器驅(qū)動器及端口擴(kuò)展器
市場上可以看到諸如由閃爍LED組成的廣告銷售標(biāo)牌和具備開/關(guān)LED指示器的各種消費(fèi)或工業(yè)用設(shè)備,，這些應(yīng)用需要能夠控制各個LED單獨(dú)導(dǎo)通/關(guān)閉或以某種頻率來閃爍的驅(qū)動方案，安森美半導(dǎo)體的16通道I2C LED指示器及端口擴(kuò)展器CAT9532和CAT9552就是適合這類應(yīng)用的兩款產(chǎn)品,。
CAT9532 和CAT9552提供16位并行輸入/輸出(I/O)端口擴(kuò)展器,，優(yōu)化用于LED調(diào)光控制，輸出能夠直接驅(qū)動并聯(lián)的16顆LED(每通道電流25 mA)，每個LED都可以單獨(dú)導(dǎo)通,、關(guān)閉,，或以兩種可編程速率中的一種來閃爍。兩款器件的I/O均可用作通用I/O(GPIO),，未被用于控制LED的端口能夠當(dāng)成普通端口來使用(參見圖3),。
圖3：CAT9552典型應(yīng)用電路圖。
這兩款器件適合于需要限制總線流量或清空總線主控定時器的I2C和SMBus應(yīng)用,。兩款器件都包含內(nèi)部振蕩器和驅(qū)動LED輸出的兩個脈寬調(diào)制(PWM)信號,，用戶可以設(shè)定每個獨(dú)立PWM信號的周期和占空比。CAT9532的可選可編程閃爍頻率范圍為0.593 Hz至152 Hz,，CAT9552為0.172 Hz至44 Hz,，兩款器件的占空比為0%至99.6%，適合的具體應(yīng)用包括背光,、RGB混色,、傳感器控制、電源開關(guān)/按鈕,、報警系統(tǒng),、辦公設(shè)備、家電控制面板和銷售點(diǎn)(POS)顯示屏等,。
總結(jié)：
本文分析了常見的LED控制應(yīng)用及其對驅(qū)動/控制方案的基本要求,，介紹了安森美半導(dǎo)體用于這些應(yīng)用的主要產(chǎn)品及其特點(diǎn)。而安森美半導(dǎo)體身為應(yīng)用于高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供應(yīng)商,，提供涵蓋1 至數(shù)百瓦功率范圍的LED照明驅(qū)動及PFC解決方案,，適合包括本文所述LED控制應(yīng)用在內(nèi)的寬廣應(yīng)用范圍，而無論LED照明應(yīng)用采用的是AC-DC電源,、 DC-DC電源或是電池供電,，并滿足客戶對低成本、高性價比,、高能效的要求,。