MAX8647：3mm x 3mm 超薄 QFN 封装的超高效六通道白/ RGB LED 电荷泵

MAX8647/MAX8648：3mm x 3mm 超薄 QFN 封装的超高效六通道白/ RGB LED 电荷泵

在如今的电子设备中，LED 照明的应用越来越广泛，从手机屏幕的背光源到相机的闪光灯，LED 以其高效、节能、寿命长等优点，成为了众多电子设备的首选光源。而如何高效地驱动这些 LED，成为了电子工程师们需要解决的重要问题。今天，我们就来介绍一款来自美信（Maxim）的超高效电荷泵——MAX8647/MAX8648。

文件下载：MAX8647.pdf

一、产品概述

MAX8647/MAX8648 是两款专门为驱动多达六个白光 LED 或两组 RGB LED 而设计的集成电路，适用于显示背光源和趣味照明等应用。这两款芯片采用了反相电荷泵和极低压降的自适应电流调节器，在单节锂离子电池的整个电压范围内，甚至在 LED 正向电压存在较大失配的情况下，都能实现极高的效率。其 1MHz 的固定频率开关设计，使得外部元件可以选用微小尺寸的型号。同时，该调节方案经过优化，能够确保低电磁干扰（EMI）和低输入纹波。此外，MAX8647/MAX8648 还具备热关断、开路和短路保护等功能，为设备的稳定运行提供了可靠保障。

不同之处

MAX8647 具备 I²C 串行端口，而 MAX8648 则采用三线串行脉冲逻辑接口。两者都支持主背光源和副背光源的独立开关和调光功能，调光范围从 24mA 到 0.1mA，呈伪对数关系，且可分为 32 个调节步长。另外，它们还包含温度降额功能，在环境温度高于 +60°C 时，能够自动降低电流，从而保护 LED，同时在室温下允许安全地设置 24mA 的满量程输出电流。这两款芯片均采用 16 引脚、3mm x 3mm 的超薄 QFN 封装（最大高度 0.8mm），节省了电路板空间，非常适合对尺寸要求较高的应用场景。

二、产品特性

2.1 六通道自适应电流调节器

为每个 LED 提供独立的电压源，确保每个 LED 都能获得稳定的供电，从而实现均匀的亮度。这对于需要多个 LED 同时工作的显示背光源应用来说尤为重要，可以有效避免因电压不一致而导致的亮度差异问题。

2.2 独立的 LED 亮度控制

MAX8647 通过 I²C 接口实现亮度控制，而 MAX8648 则采用串行脉冲调光逻辑。调光范围为 24mA 到 0.1mA，具有 ±2% 的精度和 ±0.4% 的典型匹配度，能够实现精确的亮度调节，满足不同应用场景对亮度的需求。

2.3 低静态电流

静态电流低至 70µA，关机电流仅为 1µA，有效降低了功耗，延长了电池的使用寿命。这对于依靠电池供电的便携式设备来说，是一个非常重要的特性。

2.4 浪涌电流限制

可以防止在启动或切换过程中出现过大的电流冲击，保护芯片和 LED 不受损坏，提高了设备的可靠性。

2.5 温度降额功能

当环境温度高于 +60°C 时，自动降低 LED 电流，保护 LED 免受热损坏。这一功能在高温环境下尤为重要，可以确保 LED 在恶劣条件下也能正常工作，延长其使用寿命。

2.6 小巧的封装

采用 16 引脚、3mm x 3mm 的超薄 QFN 封装，节省了电路板空间，适用于对尺寸要求较高的应用。这使得该芯片可以轻松集成到各种小型电子设备中，如手机、平板电脑等。

三、应用领域

3.1 白光 LED 背光源

无论是单显示屏还是双显示屏，MAX8647/MAX8648 都能提供高效、稳定的背光驱动，确保显示屏的亮度均匀、色彩鲜艳。

3.2 宽色域 RGB LED 显示背光源

能够精确控制 RGB LED 的亮度和颜色，实现宽色域的显示效果，为用户带来更加生动、逼真的视觉体验。

3.3 相机闪光灯或 RGB 指示灯

快速响应和高亮度输出，满足相机闪光灯的瞬间高功率需求，同时也可用于 RGB 指示灯的信号指示。

3.4 手机和智能手机

其低功耗和小巧的封装设计，非常适合手机和智能手机的应用场景，可有效延长电池续航时间，同时节省内部空间。

3.5 PDA、数码相机和摄像机

为这些设备的显示屏和闪光灯提供可靠的驱动，确保在各种环境下都能正常工作。

四、电气特性

4.1 工作电压范围

IN 工作电压范围为 2.7V 至 5.5V，VDD 工作电压范围为 1.7V 至 5.5V，能够适应不同的电源供应，具有较强的通用性。

4.2 欠压锁定（UVLO）

阈值为 2.35V 至 2.55V，滞后为 100mV，可防止在电源电压过低时芯片误操作，提高了系统的稳定性。

4.3 关机电流

IN 关机供应电流在 +25°C 时典型值为 0.4µA，在 +85°C 时最大值为 2.5µA；VDD 关机供应电流在 +25°C 和 +85°C 时最大值均为 1.0µA，有效降低了待机功耗。

4.4 工作电流

在电荷泵不工作且两个 LED 以 0.1mA 设置启用时，IN 工作供应电流典型值为 70µA；在电荷泵工作且所有 LED 以 0.1mA 设置启用时，IN 工作供应电流为 1.6mA。VDD 工作供应电流在不同条件下也有相应的数值，具体可参考文档中的详细表格。

4.5 热关断

阈值为 +160°C，滞后为 20°C，当芯片温度过高时自动关断，保护芯片不受损坏。

4.6 I²C 接口（MAX8647）

支持标准的 I²C 协议，逻辑输入高电压为 0.7 x VDD，逻辑输入低电压为 0.3 x VDD，时钟频率为 400kHz，确保了数据传输的稳定性和可靠性。

4.7 串行脉冲逻辑（MAX8648）

逻辑输入高电压为 1.4V，逻辑输入低电压为 0.4V，通过脉冲信号实现 LED 的调光控制，简单方便。

4.8 电荷泵

开关频率为 1MHz，软启动时间为 0.5ms，调节电压为 4.3V 至 5.0V，能够快速稳定地为 LED 提供所需的电压。

4.9 LED 电流调节器

电流设置范围为 0.1mA 至 24.0mA，具有高精度的电流控制能力，能够确保每个 LED 的亮度一致性。

五、典型应用电路及设计要点

5.1 典型应用电路

文档中给出了 MAX8647/MAX8648 的典型应用电路图，包括元件的连接方式和参数选择。在设计电路时，需要注意输入电压的范围、电容的选择和布局等因素，以确保电路的性能和稳定性。

5.2 输入纹波

对于 LED 驱动器来说，输入纹波比输出纹波更为重要。可以通过添加低通滤波器或增加输入电容的方式来进一步降低输入纹波。例如，将 CIN 增加到 2.2µF 或 4.7µF，可以将输入纹波减半或减为原来的四分之一，同时只会稍微增加电路板的尺寸。

5.3 电容选择

建议选用陶瓷电容，因为它们具有体积小、成本低、等效串联电阻（ESR）低等优点。在选择电容时，要确保其在温度和直流偏置下能够保持稳定的电容值，具有 X5R 或 X7R 温度特性的电容通常表现较好。

5.4 多电源驱动 LED

LED 的阳极不一定需要连接到 IN，可以使用单独的电源为不同的 LED 组供电。文档中给出了一个使用多个电源驱动 MAX8648 的 LED 组的示例，这种设计可以根据不同 LED 的需求提供合适的电源，提高了电路的灵活性。

5.5 PCB 布局和布线

由于 MAX8647/MAX8648 具有高频开关电容电压逆变器，为了获得最佳的电路性能，建议使用实心铜平面，并将 C1 - C4 尽可能靠近芯片放置。合理的 PCB 布局和布线可以减少电磁干扰和信号干扰，提高电路的稳定性和可靠性。

六、总结

MAX8647/MAX8648 是两款性能卓越的 LED 驱动芯片，具有高效、低功耗、高精度、小巧封装等优点，适用于多种 LED 照明应用场景。在设计过程中，工程师们需要根据具体的应用需求，合理选择芯片和外围元件，并注意 PCB 布局和布线等细节，以充分发挥芯片的性能优势，为用户带来更加优质的产品体验。你在使用类似芯片的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。