MAX8901A/MAX8901B：小封装高功效的WLED驱动芯片

在电子设备日新月异的今天，对于小尺寸、高性能的电子元件需求愈发迫切。尤其是在手机、PDA等手持设备的LCD背光应用中，需要一款能够高效驱动多个串联白色LED（WLED）的芯片。Maxim Integrated推出的MAX8901A/MAX8901B就很好地满足了这一需求。今天，我们就来深入了解一下这款芯片。

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芯片概述

MAX8901A/MAX8901B是两款升压转换器，能够以恒定电流驱动2到6个串联的WLED，为手机、PDA和其他手持设备的LCD背光提供均匀的亮度。它们采用了2mm x 2mm的TDFN封装，尺寸非常小巧，同时还具备诸多出色的特性。

关键特性与优势

高效节能

• 固定频率操作：以750kHz（典型值）的固定开关频率工作，允许使用微小的外部组件，并且在整个单节Li+/Li - Poly电池电压范围内实现了尽可能高的效率，最高可达91%，有效延长了电池续航时间。
• 低静态电流：在关机模式下，静态电流仅为0.01µA（典型值），且当WLED正向电压大于输入电源电压时，关机状态下无WLED电流，进一步降低了功耗。

灵活调光

• MAX8901A：采用直接PWM调光方式，WLED电流与PWM占空比成正比，可通过施加PWM信号精确调节WLED亮度。
• MAX8901B：使用单总线串行脉冲调光，能将WLED亮度以32个线性步骤进行调节，满量程WLED电流为24.75mA，每步调节0.75mA。

多重保护

• 输入过压保护：当输入电压超过6.2V（最小值）时，芯片停止开关操作，防止高输入电压对芯片造成损坏。当电压降至6V（最小值）以下时，芯片重新启动并进入软启动模式。
• WLED过压保护：当WLED输出电压超过25V（典型值）时，芯片会锁存关闭，需通过循环输入电压或切换ON引脚来重新启动。
• 热关断保护：当芯片温度达到+160°C（典型值）时，热关断功能会将芯片关闭，待温度降低后，可通过切换ON引脚或循环输入电压来重启芯片。
• 欠压锁定：具备输入欠压锁定功能，确保芯片在合适的电压范围内工作。

软启动功能

芯片内置软启动功能，在启动过程中逐渐增加WLED电流，避免了浪涌电流的产生，保护了芯片和WLED。

电气特性

电压与电流参数

• 输入电压范围：2.6V至5.5V，适应多种电源供电。
• 输出电压范围：最高可达25V，能够满足多个WLED串联的需求。
• 静态电流：不同工作模式下，静态电流有所不同，如在无负载（不开关）时，MAX8901A为115 - 135µA，MAX8901B为70 - 185µA。

调光与频率参数

• PWM调光频率：MAX8901A的PWM调光频率为100kHz。
• 开关频率：固定工作频率为700 - 800kHz（典型值750kHz）。

典型应用电路与设计要点

应用电路

MAX8901A和MAX8901B的典型应用电路分别如图4和图5所示。在设计电路时，需要注意各个元件的选择和布局。

元件选择

• 电感：推荐电感值范围为10µH至47µH，22µH的电感在大多数应用中能优化效率并保持低输入电压纹波。在选择电感时，要确保其饱和电流额定值超过应用中的峰值电感电流，可通过公式(PEAK=frac{V{OUT(MAX)} × I{LED(MAX)}}{900 × V{IN(MIN)}}+frac{V{IN(MIN) × 1.2}}{2 × L})计算峰值电感电流。
• 肖特基二极管：由于芯片的高开关频率，需要使用高速整流二极管，肖特基二极管因其快速恢复时间和低正向电压降而被推荐。要确保二极管的平均和峰值电流额定值超过平均输出电流和峰值电感电流，且反向击穿电压超过输出电压。RMS二极管电流可通过公式(DIODE(RMS)=sqrt{I{LED} × I{PEAK }})近似计算。
• 电容：建议使用具有X5R、X7R或更好介电性能的陶瓷电容，以确保在整个工作温度范围内稳定运行。输入电容典型值为1µF，输出电容MAX8901A为0.1µF，MAX8901B为1µF。补偿电容通常选择0.022µF，用于稳定转换器和控制软启动。
• 电流感测电阻（仅MAX8901A）：MAX8901A通过连接在CS和GND之间的感测电阻（RCS）来设置100% PWM占空比时的最大WLED电流，可通过公式(R{CS}=frac{500}{I{LED(MAX)}})计算RCS的值。

PCB布局

由于芯片存在快速开关波形和大电流路径，PCB布局需要格外小心。要尽量减小芯片与电感、二极管、输入电容和输出电容之间的走线长度；对于MAX8901A，还要减小芯片与RCS之间的走线长度。走线应短而直且宽，将LX节点等噪声较大的走线与CS走线分开。输入旁路电容应尽可能靠近芯片放置，CIN和COUT的接地连接应尽量靠近，PGND和GND应在输入电容接地端连接在一起。

应用场景

MAX8901A/MAX8901B适用于多种需要WLED背光的设备，如手机、PDA、智能手机、MP3和便携式媒体播放器、便携式导航设备以及数码相机等。

总结

MAX8901A/MAX8901B以其高效节能、灵活调光、多重保护等特性，成为了2到6个串联WLED驱动的理想选择。在设计过程中，合理选择外部元件和优化PCB布局，能够充分发挥芯片的性能，为各类手持设备的背光应用提供稳定、高质量的解决方案。各位工程师在实际应用中，不妨考虑一下这款芯片，相信它会给你带来不错的体验。你在使用类似芯片时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。