SGM37603：高效 3 串白光 LED 驱动芯片的技术剖析

在电子设备的显示领域，LED 驱动芯片起着至关重要的作用。今天，我们将深入探讨 SGMICRO 公司推出的 SGM37603 高效 3 串白光 LED 驱动芯片，了解其特性、应用以及工作模式等关键信息。

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一、产品概述

SGM37603 是一款具备 1.2MHz 升压转换器的高效 3 串白光 LED 驱动芯片。其供电电压范围为 3V 至 24V，能够驱动每串最多 8 颗串联的 LED，每串最大 LED 电流可达 25mA，同时实现高转换效率。该芯片采用自适应电流调节方法，允许不同的 LED 串电压，同时保持 LED 电流稳定。LED 电流可通过 I2C 接口或 PWM 信号输入进行编程，非常适合紧凑解决方案和 LCD 显示背光应用。

SGM37603 提供 Green WLCSP - 1.78×1.36 - 12B 和 TDFN - 3×3 - 12L 两种封装形式，工作环境温度范围为 - 40℃ 至 + 85℃。

二、应用场景

SGM37603 主要应用于智能手机和平板电脑的背光电源，为这些设备的显示提供稳定而高效的背光支持。

三、产品特性

（一）调光控制

具备 11 位分辨率的调光控制，能够实现精细的亮度调节。

（二）高效升压

升压效率高达 90%，有效降低功耗，提高能源利用率。

（三）开关频率

开关频率为 1.2MHz，在保证高效转换的同时，减少了外部元件的尺寸。

（四）多串支持

支持 1 至 3 串 LED 并联，最大输出电压可达 29.5V。

（五）电流匹配与精度

在不同的 LED 电流下，都能实现良好的电流匹配和高精度控制。例如，在 (I{LED}=12.21 mu A) 时，LED 电流匹配误差为 11%，电流精度为 11%；在 (I{LED }=25 ~mA) 时，LED 电流匹配误差为 1%，电流精度为 3%。

（六）调光接口

提供 PWM 调光接口和可编程 I2C 接口，支持混合 PWM + 电流调光，以提高 LED 驱动的光学效率。

（七）保护特性

具备低 EMI 传导振铃消除保护功能，以及过压保护、过流保护和热关断保护等，确保芯片在各种异常情况下的安全运行。

四、典型应用电路

文档中给出了典型应用电路，输入电压范围为 3V 至 24V，输出电压可达 28V。电路中使用了电感 L1（VLF504012MT - 100M，10μH）、电容 C1（22μF）、CIN（2.2μF）、COUT（1μF）、电阻 R1（10kΩ）、R2（10kΩ）、R3（10Ω）和二极管 D1 等元件。这个电路为工程师在实际设计中提供了参考。

五、封装与订购信息

SGM37603 有两种封装可供选择：	型号	封装	温度范围	订购编号	封装标记	包装方式
SGM37603	WLCSP - 1.78×1.36 - 12B	- 40℃ 至 + 85℃	SGM37603YG/TR	XXXXX	卷带包装，3000 个/卷
SGM37603	TDFN - 3×3 - 12L	- 40℃ 至 + 85℃	SGM37603YTDF12G/TR	SGM 37603DF	卷带包装，4000 个/卷

六、电气特性

（一）LED 电流相关

最小 LED 电流（每串）为 12.21 μA，最大 LED 电流（每串）为 25 mA。在不同的 LED 电流和温度条件下，LED 电流匹配和绝对精度都有明确的指标。

（二）电压与电阻

调节电流沉头电压（VHR）在 (I_{LED}=25mA) 时为 180 mV，NMOS 开关导通电阻在 (ISW = 250mA) 时为 0.25 - 0.35 Ω。

（三）保护与频率

输出过压保护电压为 28.5 - 30.5 V，OVP 迟滞为 3 V，开关频率范围为 950 - 1400 kHz，最大升压占空比为 90 - 94 %。

（四）其他特性

关断电流在芯片使能位为 0 时为 0.5 - 1.5 μA，热关断温度为 160℃，热关断迟滞为 20℃，PWM 输入调光频率范围为 20 - 100 kHz。

七、典型性能特性

文档中给出了多个典型性能特性曲线，包括关机电流与输入电压、静态电流（开关）与输入电压、升压效率与输入电压、升压效率与 LED 电流、NMOS 开关导通电阻与温度、输出过压保护阈值与温度以及 LED 电流生产分布等。这些曲线直观地展示了芯片在不同条件下的性能表现，有助于工程师在设计时进行参考和优化。

八、功能框图与寄存器映射

（一）功能框图

功能框图展示了芯片的内部结构，包括升压控制、过压保护、过流保护、热关断、LED 故障检测、调光控制等模块。通过这个框图，我们可以清晰地了解芯片的工作原理和信号流程。

（二）寄存器映射

SGM37603 的寄存器都是 8 位的，I2C 从地址为 0x36。文档详细列出了各个寄存器的名称、位定义、功能描述、上电复位值和读写类型。这些寄存器用于控制芯片的各种功能，如软件复位、使能控制、亮度控制、亮度代码设置和故障信息读取等。

九、详细描述 - 亮度控制模式

SGM37603 具有 3 种亮度控制模式：

（一）I2C 仅模式（亮度模式 00）

在这种模式下，仅通过 I2C 亮度寄存器控制 LED 电流。11 位代码（0 至 2047）控制 LED 电流，不同代码范围对应不同的电流计算方式和控制方式。当代码从 128 至 2047 时，平均 LED 电流与亮度代码成比例增加；当代码从 8 至 127 时，LED 电流处于电流 - PWM 控制；当代码从 1 至 7 时，平均 LED 电流呈指数增加。此外，当寄存器 0x11 的位[4]设置为 1 时，可启用渐变功能。

（二）PWM 仅模式（亮度模式 01）

此模式下，仅通过 PWM 信号输入设置亮度，I2C 代码被忽略且禁止设置为 0。LED 电流与 PWM 占空比成比例，最大 LED 电流为 25mA。PWM 频率范围为 20kHz 至 100kHz。

（三）I2C + PWM 模式（亮度模式 10 或 11）

在这种模式下，I2C 亮度代码和 PWM 占空比共同控制 LED 电流。代码等于 PWM 占空比乘以 I2C 亮度代码，平均 LED 电流与亮度代码成比例增加。同样，当寄存器 0x11 的位[4]设置为 1 时，可启用渐变功能。

十、总结

SGM37603 是一款功能强大、性能优越的 3 串白光 LED 驱动芯片。其高效的升压转换、精确的电流控制、丰富的调光模式和完善的保护功能，使其成为智能手机和平板电脑背光应用的理想选择。工程师在设计过程中，可以根据实际需求选择合适的封装和亮度控制模式，充分发挥芯片的优势。同时，通过参考文档中的典型应用电路和性能特性曲线，能够更好地优化设计，确保产品的稳定性和可靠性。那么，在实际应用中，你是否也会考虑使用 SGM37603 芯片来实现高效的 LED 背光驱动呢？