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LP5811同步升压4通道RGBW LED驱动器技术解析

科技观察员 ? 2025-08-13 09:16 ? 次阅读
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Texas Instruments LP5811 4通道RGBW LED驱动器是一款同步升压RGBW LED驱动器,具有自主动画引擎控制功能。该器件非常适合用于支持输入电压范围为0.5V至5.5V的电池供电应用,具有超低正常工作电流,LED照明时为0.4mA(典型值)。

数据手册:*附件:Texas Instruments LP5811 4通道RGBW LED驱动器数据手册.pdf

集成的同步升压转换器可保持出色的效率,并能在宽工作电压范围内保持LED的亮度稳定。输出电压可针对3V至5.5V(0.1V步进)的不同LED正向电压进行选择。升压转换器可为系统中的LED驱动负载和其他负载供电。如果升压转换器需要旁路,VOUT 将用作LED驱动模块的电源输入。

模拟调光和PWM调光两种方法都被采用,以实现强大的调光性能。每个LED的输出电流均可在0.1mA至25.5mA或0.2mA至51mA范围内以256步进进行调节。该8位PWM发生器能针对LED亮度进行平滑且无可闻噪声的调光控制。

自主动画引擎可显著降低控制器的实时负载。每个LED均可通过相关寄存器进行配置,以实现生动而有趣的灯光效果。Texas Instruments LP5811可生成6MHz时钟信号并同步多个器件之间的灯光效果。

特性

  • 工作电压范围
    • 输入电压 (V IN ) 范围:0.5V至5.5V
    • 启动时的最小输入电压:1.8V
    • 逻辑引脚兼容1.8V、3.3V和5V
  • 高效同步升压转换器
    • 输出电压 (V OUT ) 范围:3V至5.5V
    • 140mΩ (HS)/60mΩ (LS) MOSFET
    • 1.6A谷值开关电流限制
    • VIN =4.2V、VOUT =5.0V、 IOUT =300mA时的效率达95%
    • VIN > VOUT 设置时的直通模式
    • 关断期间输入和输出之间真正断开
  • 四个高精度恒定电流吸收器
    • 每灌电流:0.1mA至51mA
    • 器件间误差:±5%(最大值)
    • 通道间误差:±5%(最大值)
    • 25.5mA时的超低净空电压为110mV(典型值);51mA时为210mV(典型值)。
    • 可为每个LED配置PWM相移
  • 超低功耗
    • 关机状态:当EN=低电平时,ISD =0.1?A(典型值)
    • 待机状态:当EN=高电平且CHIP_EN=0(保留数据)时,I~STB~ =26?A(典型值)。
    • 工作状态:当LED电流=25.5mA时,INOR =0.45mA(典型值)。
  • 模拟调光(电流增益控制)
    • 全局1位最大电流 (MC):25.5mA或51mA
    • 独立的8位点电流 (DC) 设置
  • PWM调光,无可闻噪声,24kHz
    • 独立的8位PWM调光分辨率
    • 线性或指数调光曲线
  • 自主动画引擎控制
  • 单个LED点开路/短路检测
  • 集成除影功能
  • I^2^C接口:1MHz (最大)
  • 工作温度范围:-40°C至85°C

功能框图

1.png

LP5811同步升压4通道RGBW LED驱动器技术解析

一、器件概述

Texas Instruments的LP5811是一款集成同步升压转换器和自主动画引擎控制的4通道RGBW LED驱动器,专为电池供电应用优化设计。该器件具有以下核心特性:

  • ?宽输入电压范围?:0.5V至5.5V工作电压,1.8V最低启动电压
  • ?高效率同步升压?:输出3V至5.5V可调,峰值效率达95%
  • ?精密电流控制?:每通道0.1-51mA可调,器件间误差±5%,通道间误差±5%
  • ?双模调光?:支持8位模拟调光(256级)和24kHz PWM调光
  • ?超低功耗?:工作电流仅0.45mA(典型值),待机电流26μA
  • ?自主动画引擎?:支持复杂灯光效果而无需MCU实时控制
  • ?多重保护?:集成LED开路/短路检测、过压保护和热关断

二、关键特性详解

1. 同步升压转换器

LP5811内置同步升压转换器采用自适应恒定导通时间谷值电流模式控制,提供优异的线性和负载调节:

  • ?工作模式?:重载时1MHz PWM模式,轻载时自动切换PFM模式
  • ?电流限制?:1.6A谷值开关电流限制,350mA预充电电流
  • ?输出设置?:3V至5.5V可编程(0.1V步进),默认3V启动
  • ?转换效率?:典型95%(VIN=4.2V,VOUT=5V,IOUT=300mA)

2. LED驱动性能

  • ?电流精度?:
    • 全局1位最大电流(MC)选择:25.5mA或51mA
    • 独立8位点电流(DC)调节:256级(0.1-51mA)
    • 超低压差:110mV@25.5mA,210mV@51mA
  • ?PWM调光?:
    • 24kHz/12kHz可选频率(无音频噪声)
    • 支持前向、中间和后向相位对齐
    • 线性/指数调光曲线可选

3. 自主动画引擎

LP5811的创新动画引擎由3个动画引擎单元(AEU)和2个动画暂停单元(APU)组成:

  • ?AEU结构?:每个单元包含5个PWM值和4个时间值
  • ?可编程效果?:支持呼吸、渐变等复杂模式
  • ?同步控制?:内置6MHz振荡器,支持多器件同步
  • ?配置灵活性?:每个LED可独立设置动画模式和参数

三、保护机制

  1. ?LED故障检测?:
    • 开路检测(LOD):阈值90mV@25.5mA
    • 短路检测(LSD):可配置为0.35-0.65×VOUT
  2. ?电源保护?:
    • 过压保护(OVP):5.7V阈值,0.2V迟滞
    • 欠压锁定(UVLO):1.8V开启,0.4V关闭
  3. ?热管理?:
    • LED驱动器部分:150°C关断
    • 升压转换器部分:155°C关断
    • 15°C迟滞恢复

四、应用场景

LP5811特别适用于以下电池供电设备:

其小尺寸封装(1.84×1.43mm DSBGA或3×3mm WSON)和超低功耗特性,使其成为空间受限应用的理想选择。

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