MAX16820：2MHz高亮度LED驱动器的卓越之选

MAX16819/MAX16820：2MHz高亮度LED驱动器的卓越之选

在当今的照明设计领域，高亮度LED驱动器的性能和功能对于实现高效、稳定的照明系统至关重要。MAX16819/MAX16820作为两款具有独特优势的2MHz高亮度LED驱动器，为建筑、工业和环境照明等多种应用提供了出色的解决方案。

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一、概述

MAX16819/MAX16820是降压型恒流高亮度LED（HB LED）驱动器，工作在4.5V至28V的输入电压范围，具备5V/10mA的片上稳压器。它们采用高端电流检测技术，通过专用的PWM输入（DIM）实现了高达5000:1的宽调光范围。这两款驱动器适用于广泛的输入电压范围，能够以±5%的精度提供LED电流，同时减少了外部组件的数量。此外，它们的开关频率高达2MHz，允许使用小尺寸的组件，并且工作温度范围为 -40°C至 +125°C，采用3mm x 3mm x 0.8mm的6引脚TDFN封装。

二、应用领域

1. 建筑、工业和环境照明：为各种建筑和工业场所提供高效、稳定的照明解决方案。
2. MR16和其他LED灯泡：适用于替换传统灯泡，实现节能和长寿命的照明效果。
3. 指示灯和应急照明：在指示灯和应急照明系统中提供可靠的光源。

三、引脚配置

MAX16819/MAX16820的引脚配置包括GND（接地）、VCC（电源电压）、DRV（栅极驱动输出）、DIM（调光控制输入）、CSN（电流检测输入）和IN（正电源电压输入）。此外，还有一个外露焊盘（EP），用于连接大面积接地平面以提高散热性能。

四、优点和特性

（一）简单的高功率LED照明设计与精确的LED电流控制

1. 高输出功率：可提供超过25W的输出功率。
2. 高端电流检测：通过高端电流检测电阻调整输出电流，实现精确的LED电流控制。
3. 可调恒流：LED电流可通过连接在IN和CSN之间的电阻进行调整。
4. 高精度：LED电流精度达到±5%。
5. 宽输入电压范围：4.5V至28V的输入电压范围，适用于多种电源应用。
6. 宽调光范围：高达5000:1的调光范围，满足不同照明场景的需求。
7. 专用调光控制输入：通过专用的PWM输入（DIM）实现独立的脉冲调光。
8. 高调光频率：最大调光频率可达20kHz。

（二）减少组件数量以节省空间和成本

1. 迟滞控制：无需补偿电路，简化了设计。
2. 高开关频率：高达2MHz的开关频率，允许使用小尺寸的组件。
3. 片上稳压器：集成5V、10mA的片上稳压器，减少了外部组件的需求。

五、订购信息

型号	温度范围	引脚数	封装	标记
MAX16819ATT+T	-40°C至 +125°C	6	TDFN-EP	+ATB
MAX16820ATT+T	-40°C至 +125°C	6	TDFN-EP	+ATC

六、电气特性

（一）输入电压范围

输入电压范围为4.5V至28V，能够适应不同的电源环境。

（二）最大电流调节器开关频率

开关频率高达2MHz，有助于减小组件尺寸。

（三）接地电流和电源电流

接地电流在DRV开路时为1.5mA，电源电流在VDIM < 0.6V时为425µA。

（四）欠压锁定（UVLO）

具有4.5V的欠压锁定功能，滞回电压为500mV，确保在输入电压过低时关闭驱动器。

（五）检测比较器

MAX16819和MAX16820的检测电压阈值高和低分别有不同的数值，以实现精确的电流控制。

（六）栅极驱动器

栅极驱动器能够提供0.5A的源电流和1A的灌电流，确保外部MOSFET的快速开关。

（七）DIM输入

DIM输入具有高和低输入电压阈值，以及200mV的滞回电压，可实现快速的调光控制。

（八）VCC稳压器

VCC稳压器输出电压在4.5V至5.5V之间，具有良好的负载和线性调节性能。

七、典型工作特性

（一）DRV开关频率与输入电压的关系

随着输入电压的变化，DRV开关频率保持相对稳定，确保了系统的稳定性。

（二）LED电流变化与输入电压的关系

LED电流在不同输入电压下的变化较小，保证了LED的亮度稳定性。

（三）效率与输入电压的关系

在不同输入电压下，驱动器的效率较高，实现了节能的目的。

（四）电源电流与输入电压的关系

电源电流随着输入电压的升高而增加，但增加幅度较小。

（五）VCC与输入电压和温度的关系

VCC输出电压在不同输入电压和温度下保持相对稳定。

（六）PWM调光特性

在不同的PWM频率和占空比下，驱动器能够实现快速、准确的调光控制。

八、详细描述

（一）工作原理

MAX16819/MAX16820通过高端电流检测电阻设置输出电流，并使用专用的PWM输入（DIM）实现独立的脉冲调光。当电感电流上升，检测电阻上的电压达到上限阈值时，DRV输出变低，关闭外部MOSFET；当电感电流下降，检测电阻上的电压达到下限阈值时，MOSFET再次导通。

（二）欠压锁定（UVLO）

当输入电压低于4.5V时，DRV输出变低，关闭外部n沟道MOSFET；当输入电压达到5V或更高时，DRV输出变高，开启MOSFET。

（三）5V稳压器

VCC是一个能够提供10mA电流的5V稳压器，需要通过一个1µF的电容旁路到地。

（四）DIM输入

DIM输入允许使用PWM信号进行调光。当DIM输入逻辑电平低于0.6V时，DRV输出变低，关闭LED电流；当DIM输入逻辑电平至少为2.8V时，开启LED电流。

九、应用信息

（一）选择RSENSE设置LED电流

可使用公式 (R{SENSE}(Omega)=frac{1left(V{SNSHI}+V{SNSLO}right)(V)}{I{LEAD}(A)}) 计算检测电阻的阻值，其中VSNSHI和VSNSLO的值可参考电气特性表。

（二）电流调节器操作

电流调节器使用具有滞回功能的输入比较器来调节LED输出电流，其工作频率可通过公式 (f{S W}=frac{left(V{I N}-n × V{L E D}right) × n × V{L E D} × R{S E N S E}}{V{I N} × Delta V × L}) 计算，其中n为LED数量，VLED为单个LED的正向压降，(Delta V=(V{SNSHI }-V{SNSLO }))。

（三）MOSFET选择

选择MOSFET时，应考虑最大输入工作电压、输出电流和工作开关频率。选择具有较高击穿电压、低RDS(ON)和低总电荷的MOSFET，以提高效率。

（四）续流二极管选择

续流二极管的正向电压应尽可能低，以提高效率。肖特基二极管是一个不错的选择，只要其击穿电压足够高以承受最大工作电压。二极管的正向电流额定值应至少等于最大LED电流。

（五）LED电流纹波

LED电流纹波等于电感电流纹波。如果需要较低的LED电流纹波，可以在LED端子上并联一个电容。

（六）PCB布局指南

1. 多层板：尽可能使用多层板，以提高抗噪性能。
2. 星形接地：将高电流接地回路、输入旁路电容接地引线和输出滤波接地引线连接到单点（星形接地配置），以减少接地噪声。
3. 减小回路面积：MOSFET导通和关断时形成的两个功率回路面积应尽可能小，以减少噪声干扰。
4. RSENSE布局：将RSENSE尽可能靠近输入滤波器和IN，并建议在CSN和RSENSE之间使用开尔文连接，以提高抗噪性能。
5. 外露焊盘：将外露焊盘连接到大面积接地平面，以提高散热性能。

十、总结

MAX16819/MAX16820以其出色的性能、精确的电流控制、宽调光范围和减少的组件数量，为高亮度LED照明应用提供了一个理想的解决方案。在设计过程中，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择组件，并遵循PCB布局指南，以实现高效、稳定的照明系统。你在使用这两款驱动器的过程中遇到过哪些问题呢？你又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。