德州仪器LP5810 4通道RGBW LED驱动器技术解析

描述

Texas Instruments LP5810 4通道RGBW LED驱动器具有超低常规工作电流,点亮LED时的典型电流为0.4mA。这些驱动器与1.8V、3.3V和5V电压范围逻辑引脚兼容。LP5810 LED驱动器具有自主动画引擎控制功能。这些led驱动器提供每个LED的输出电流,可在0.1mA至25.5mA或0.2mA 至51mA之间进行256级调节。LP5810 4通道RGBW LED驱动器的工作温度范围为-40°C至85°C。这些驱动器生成6MHz时钟信号并同步多个设备之间的灯光效果。LP5810驱动器非常适合便携式和可穿戴设备、游戏和家庭娱乐、物联网(IoT)、网络和工业HMI。

数据手册:*附件:Texas Instruments LP5810 4通道RGBW LED驱动器数据手册.pdf

特性

  • 自主动画引擎控制
  • 单个LED点开路/短路检测
  • 集成去重影功能
  • 1MHz(最大值)I^2^C接口
  • 工作温度范围:-40°C至85°C
  • PWM调光高达无可闻噪声的24kHz频率:
    • 独立8位PWM调光分辨率
    • 线性或指数调光曲线

规范

  • 工作电压范围:
    • 2.7V至5.5V VCC 范围
    • 逻辑引脚兼容1.8V、3.3V和5V电压
  • 4个高精度恒流源:
    • 每个电流源为0.1mA至51mA
    • 最大±5%的器件间误差
    • 最大±5%的通道间误差
    • 110mV(典型值,25.5mA时)和210mV(典型值,51mA时)超低余量电压
    • 可为每个led配置PWM相移
  • 超低功耗:
    • 待机:当CHIP_EN = 0(数据保留)时,ISTB = 26μA(典型值)
    • 活跃:当led电流 = 25.5mA时,INOR = 0.4mA(典型值)
  • 模拟调光(电流增益控制):
    • 全局1位最大电流(MC)为25.5mA或51mA
    • 独立的8位点电流 (DC) 设置

原理图

4通道

功能框图

4通道

德州仪器LP5810 4通道RGBW LED驱动器技术解析

一、关键特性与优势

1. 精密电流控制

  • 宽电流范围‌:每通道0.1mA至51mA可调
  • 高精度输出‌:
    • 器件间误差最大±5%
    • 通道间误差最大±5%
  • 低压差工作‌:典型110mV@25.5mA,210mV@51mA

2. 调光性能

  • 模拟调光‌:8位点电流(DC)控制(256级)
  • PWM调光‌:
    • 最高24kHz无音频噪声频率
    • 8位分辨率(256级)
    • 可选线性/指数调光曲线
  • 相位可调‌:每LED独立配置PWM相位

3. 自主动画引擎

  • 内置3个动画引擎单元(AEU)和2个动画暂停单元(APU)
  • 支持4种斜率曲线配置
  • 可编程时间范围0-8秒(16级)
  • 6MHz同步时钟输出

4. 保护特性

  • LED开路/短路检测
  • 热关断保护(典型150°C)
  • 集成消影(De-ghosting)功能

二、电气特性参数

1. 关键参数

参数条件最小值典型值最大值单位
输入电压范围工作范围2.7-5.5V
输出电流范围MC=00.1-25.5mA
输出电流范围MC=10.2-51mA
静态电流待机模式-26-μA
工作电流25.5mA输出-0.4-mA
ESD保护HBM-±2000-V

2. 调光性能

  • PWM频率‌:12kHz或24kHz可选
  • 调光曲线‌:线性或指数可选
  • 相位对齐‌:前向、中间、后向三种模式

三、PCB布局指南

1. 关键原则

  1. 电源去耦‌:
    • VCC引脚就近放置1μF陶瓷电容
    • 使用低ESR电容
  2. 热设计‌:
    • 充分利用热焊盘散热
    • θJA=50.8°C/W(WSON封装)
  3. 信号隔离‌:
    • SCL/SDA走线远离高频噪声
    • 敏感信号采用短而直的走线

2. 布局示例

  • WSON封装:
    • 热焊盘通过多个过孔连接至地层
    • OUTx走线短而宽
    • 保持对称布局减少干扰

四、应用领域

  1. 便携设备‌:
    • TWS耳机及充电盒
    • 电子烟
    • 智能手表
  2. 消费电子‌:
    • 智能音箱
    • RGB鼠标
    • VR头显及控制器
  3. 物联网设备‌:
    • 电子标签
    • 可视门铃
  4. 工业HMI‌:
    • EV充电桩
    • 工厂自动化设备

五、设计注意事项

  1. LED故障检测‌:
    • 开路阈值:90mV@25.5mA,180mV@51mA
    • 短路阈值:可配置为0.35×VCC至0.65×VCC
  2. 热管理‌:
    • 最大结温150°C
    • 高温环境需适当降额
  3. I2C接口‌:
    • 支持标准模式(100kHz)、快速模式(400kHz)和快速模式+(1MHz)
    • 注意总线电容限制(最大400pF)
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