SGM37603：高效 3 串白光 LED 驅(qū)動(dòng)芯片的技術(shù)剖析

在電子設(shè)備的顯示領(lǐng)域，LED 驅(qū)動(dòng)芯片起著至關(guān)重要的作用。今天，我們將深入探討 SGMICRO 公司推出的 SGM37603 高效 3 串白光 LED 驅(qū)動(dòng)芯片，了解其特性、應(yīng)用以及工作模式等關(guān)鍵信息。

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一、產(chǎn)品概述

SGM37603 是一款具備 1.2MHz 升壓轉(zhuǎn)換器的高效 3 串白光 LED 驅(qū)動(dòng)芯片。其供電電壓范圍為 3V 至 24V，能夠驅(qū)動(dòng)每串最多 8 顆串聯(lián)的 LED，每串最大 LED 電流可達(dá) 25mA，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率。該芯片采用自適應(yīng)電流調(diào)節(jié)方法，允許不同的 LED 串電壓，同時(shí)保持 LED 電流穩(wěn)定。LED 電流可通過 I2C 接口或 PWM 信號(hào)輸入進(jìn)行編程，非常適合緊湊解決方案和 LCD 顯示背光應(yīng)用。

SGM37603 提供 Green WLCSP - 1.78×1.36 - 12B 和 TDFN - 3×3 - 12L 兩種封裝形式，工作環(huán)境溫度范圍為 - 40℃ 至 + 85℃。

二、應(yīng)用場景

SGM37603 主要應(yīng)用于智能手機(jī)和平板電腦的背光電源，為這些設(shè)備的顯示提供穩(wěn)定而高效的背光支持。

三、產(chǎn)品特性

（一）調(diào)光控制

具備 11 位分辨率的調(diào)光控制，能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)的亮度調(diào)節(jié)。

（二）高效升壓

升壓效率高達(dá) 90%，有效降低功耗，提高能源利用率。

（三）開關(guān)頻率

開關(guān)頻率為 1.2MHz，在保證高效轉(zhuǎn)換的同時(shí)，減少了外部元件的尺寸。

（四）多串支持

支持 1 至 3 串 LED 并聯(lián)，最大輸出電壓可達(dá) 29.5V。

（五）電流匹配與精度

在不同的 LED 電流下，都能實(shí)現(xiàn)良好的電流匹配和高精度控制。例如，在 (I{LED}=12.21 mu A) 時(shí)，LED 電流匹配誤差為 11%，電流精度為 11%；在 (I{LED }=25 ~mA) 時(shí)，LED 電流匹配誤差為 1%，電流精度為 3%。

（六）調(diào)光接口

提供 PWM 調(diào)光接口和可編程 I2C 接口，支持混合 PWM + 電流調(diào)光，以提高 LED 驅(qū)動(dòng)的光學(xué)效率。

（七）保護(hù)特性

具備低 EMI 傳導(dǎo)振鈴消除保護(hù)功能，以及過壓保護(hù)、過流保護(hù)和熱關(guān)斷保護(hù)等，確保芯片在各種異常情況下的安全運(yùn)行。

四、典型應(yīng)用電路

文檔中給出了典型應(yīng)用電路，輸入電壓范圍為 3V 至 24V，輸出電壓可達(dá) 28V。電路中使用了電感 L1（VLF504012MT - 100M，10μH）、電容 C1（22μF）、CIN（2.2μF）、COUT（1μF）、電阻 R1（10kΩ）、R2（10kΩ）、R3（10Ω）和二極管 D1 等元件。這個(gè)電路為工程師在實(shí)際設(shè)計(jì)中提供了參考。

五、封裝與訂購信息

六、電氣特性

（一）LED 電流相關(guān)

最小 LED 電流（每串）為 12.21 μA，最大 LED 電流（每串）為 25 mA。在不同的 LED 電流和溫度條件下，LED 電流匹配和絕對精度都有明確的指標(biāo)。

（二）電壓與電阻

調(diào)節(jié)電流沉頭電壓（VHR）在 (I_{LED}=25mA) 時(shí)為 180 mV，NMOS 開關(guān)導(dǎo)通電阻在 (ISW = 250mA) 時(shí)為 0.25 - 0.35 Ω。

（三）保護(hù)與頻率

輸出過壓保護(hù)電壓為 28.5 - 30.5 V，OVP 遲滯為 3 V，開關(guān)頻率范圍為 950 - 1400 kHz，最大升壓占空比為 90 - 94 %。

（四）其他特性

關(guān)斷電流在芯片使能位為 0 時(shí)為 0.5 - 1.5 μA，熱關(guān)斷溫度為 160℃，熱關(guān)斷遲滯為 20℃，PWM 輸入調(diào)光頻率范圍為 20 - 100 kHz。

七、典型性能特性

文檔中給出了多個(gè)典型性能特性曲線，包括關(guān)機(jī)電流與輸入電壓、靜態(tài)電流（開關(guān)）與輸入電壓、升壓效率與輸入電壓、升壓效率與 LED 電流、NMOS 開關(guān)導(dǎo)通電阻與溫度、輸出過壓保護(hù)閾值與溫度以及 LED 電流生產(chǎn)分布等。這些曲線直觀地展示了芯片在不同條件下的性能表現(xiàn)，有助于工程師在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行參考和優(yōu)化。

八、功能框圖與寄存器映射

（一）功能框圖

功能框圖展示了芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括升壓控制、過壓保護(hù)、過流保護(hù)、熱關(guān)斷、LED 故障檢測、調(diào)光控制等模塊。通過這個(gè)框圖，我們可以清晰地了解芯片的工作原理和信號(hào)流程。

（二）寄存器映射

SGM37603 的寄存器都是 8 位的，I2C 從地址為 0x36。文檔詳細(xì)列出了各個(gè)寄存器的名稱、位定義、功能描述、上電復(fù)位值和讀寫類型。這些寄存器用于控制芯片的各種功能，如軟件復(fù)位、使能控制、亮度控制、亮度代碼設(shè)置和故障信息讀取等。

九、詳細(xì)描述 - 亮度控制模式

SGM37603 具有 3 種亮度控制模式：

（一）I2C 僅模式（亮度模式 00）

在這種模式下，僅通過 I2C 亮度寄存器控制 LED 電流。11 位代碼（0 至 2047）控制 LED 電流，不同代碼范圍對應(yīng)不同的電流計(jì)算方式和控制方式。當(dāng)代碼從 128 至 2047 時(shí)，平均 LED 電流與亮度代碼成比例增加；當(dāng)代碼從 8 至 127 時(shí)，LED 電流處于電流 - PWM 控制；當(dāng)代碼從 1 至 7 時(shí)，平均 LED 電流呈指數(shù)增加。此外，當(dāng)寄存器 0x11 的位[4]設(shè)置為 1 時(shí)，可啟用漸變功能。

（二）PWM 僅模式（亮度模式 01）

此模式下，僅通過 PWM 信號(hào)輸入設(shè)置亮度，I2C 代碼被忽略且禁止設(shè)置為 0。LED 電流與 PWM 占空比成比例，最大 LED 電流為 25mA。PWM 頻率范圍為 20kHz 至 100kHz。

（三）I2C + PWM 模式（亮度模式 10 或 11）

在這種模式下，I2C 亮度代碼和 PWM 占空比共同控制 LED 電流。代碼等于 PWM 占空比乘以 I2C 亮度代碼，平均 LED 電流與亮度代碼成比例增加。同樣，當(dāng)寄存器 0x11 的位[4]設(shè)置為 1 時(shí)，可啟用漸變功能。

十、總結(jié)

SGM37603 是一款功能強(qiáng)大、性能優(yōu)越的 3 串白光 LED 驅(qū)動(dòng)芯片。其高效的升壓轉(zhuǎn)換、精確的電流控制、豐富的調(diào)光模式和完善的保護(hù)功能，使其成為智能手機(jī)和平板電腦背光應(yīng)用的理想選擇。工程師在設(shè)計(jì)過程中，可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的封裝和亮度控制模式，充分發(fā)揮芯片的優(yōu)勢。同時(shí)，通過參考文檔中的典型應(yīng)用電路和性能特性曲線，能夠更好地優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。那么，在實(shí)際應(yīng)用中，你是否也會(huì)考慮使用 SGM37603 芯片來實(shí)現(xiàn)高效的 LED 背光驅(qū)動(dòng)呢？