CAT37是CMOS白光LED驱动升压变换器

特征

•低静态接地电流（典型为0.5毫安）

•功率效率超过80%

•与LT1937兼容的引脚

•可调输出电流（高达40毫安）

•高频1.2 MHz操作

•输入电压降低至2.5 V

•低电阻（0.5）电源开关

•最多可串联4个白色LED

•关闭电流小于1A

•针对开路的负载故障保护

•低值外部组件

•薄型（1 mm）TSOT-23 5铅封装

•这些设备无铅、无卤素/BFR且符合RoHS

应用

•彩色LCD和键盘背光

•手机

•手持终端

•数码相机

•PDA/游戏

•便携式MP3播放器

说明

CAT37是一个DC/DC升压变换器，它提供一个可调节的输出电流。在1.2兆赫的恒定开关频率下操作，允许设备与非常小的值外部电感和陶瓷电容器一起使用。

CAT37的目标是驱动多个串联的白光发光二极管（led），并提供必要的调节电流来控制亮度和颜色纯度。外部电阻器R1控制输出电流电平。高达40毫安的LED电流可在2.5伏至7伏的输入电源电压范围内支持，使该设备成为电池供电应用的理想选择。

高电压输出级允许最多4个白色LED串联驱动。串联驱动提供固有电流匹配。

LED调光可以通过使用直流电压、逻辑信号或脉冲宽度调制（PWM）信号来完成。关闭输入引脚允许设备在“接近零”静态电流的情况下处于断电模式。

除了过电流限制保护外，该装置还包括检测电路，以确保对开路负载故障条件的保护。

该设备有一个低剖面（最大高度1 mm）5-铅TSOT-23封装。

典型应用电路

典型特征

（除非另有规定，否则车辆识别号=3.6 V，环境温度=25°C，CIN=4.7  F，COUT=1  F，L=6.8  H。）

操作

CAT37器件是一种高效、恒频、电流调节的白光led升压驱动器。

该装置包括开关和内部补偿回路，用于调节led中的电流。

通过检查框图，可以更好地理解操作。FB引脚调节为95 mV，通过外部电阻器的电流将LED中的调节电流设置为：

在保持LED电流调节的同时，CAT37升压转换器会自动调整FB引脚电压，使其尽可能低。低FB引脚电压确保高效率。

通过内部电源开关的电流被连续地逐周监测。如果超过电流限制，开关将立即关闭，在循环的剩余时间内保护设备。

可以通过切换SHDN管脚或拉动FB管脚高于95mv来实现PWM调光操作。

方块图

应用程序信息

电容器选择

输出端应采用低ESR（等效串联电阻）电容器，以减小输出纹波电压。多层陶瓷电容器的低ESR和小封装选项使它们成为了极好的选择。首选X5R和X7R电容器类型，因为它们在比Y5V或Z5U类型更宽的电压和温度范围内保持电容。大多数应用推荐使用1.0F输出电容器。

输出电容器C2的额定电压取决于串联驱动的LED数量。当驱动3或4个LED时，建议使用16 V陶瓷电容器。

最大高度/厚度为1 mm的低剖面陶瓷电容器可用于设计高度要求。陶瓷电容器也为输入电容器做出了很好的选择，它应该安装在尽可能靠近CAT37的地方。建议使用1F或4.7F输入电容器。表5列出了几个陶瓷电容器制造商。由于新产品和包装方案定期推出，请咨询制造商以获取详细信息。

二极管选择

肖特基二极管正向压降低，开关速度快，是高效率应用的理想选择。表6显示了几种不同的肖特基二极管，它们与CAT37配合得很好。确保二极管的额定电压大于输出电压。二极管仅在电源开关关闭时（通常小于三分之一次）导通电流，因此0.4 a或0.5 a二极管将足以满足大多数设计。

LED电流编程

LED电流通过一个连接到FB引脚的电阻器进行编程。FB引脚内部调节为95毫伏，这将流过R1和LED的电流设置为0.095/R1。为了获得最佳精度，建议使用1%或更好的电阻器。表7显示了几个典型的1%R1值。

对于其他LED电流值，使用以下公式选择R1。

大多数白光LED的最大电流为15至20毫安。一些更高功率的设计将使用两个平行的LED串来获得更大的光输出，从而导致30毫安到40毫安（两个15毫安到20毫安的串）流过R1电阻器。

带直流信号的LED调光

如图14所示，可通过施加可变直流电压使LED变暗。随着电压的增加，通过R1的电压降低，从而降低LED电流。电阻器R2和R3必须足够大，以便其电流（几十A）远小于LED电流，但远大于FB泄漏电流（I）。在0 V和2 V之间调整V时，图14所示的电阻器将LED电流设置在0毫安到15毫安之间。

带PWM信号的LED调光

脉宽调制亮度控制提供最宽的调光范围（大于20:1）。通过使用控制信号打开和关闭led，led在零电流或全电流下工作，但其平均电流随PWM信号占空比而变化。通常，使用5 kHz至40 kHz的脉冲宽度调制信号。

滤波后的脉宽调制信号用于使LED变暗，如图15所示。

除了提供最宽的调光范围外，脉宽调制亮度控制还确保整个调光范围内的“最纯”白色LED颜色。白色LED的真彩色随工作电流而变化，在特定正向电流（通常为15毫安或20毫安）下是“最纯”的白色。如果LED电流小于或大于该值，则发出的光变为蓝色。涉及彩色液晶显示器的应用程序可能会发现蓝色色调令人不快。

带逻辑信号的LED调光

对于需要以离散步骤调整LED亮度的应用，可以使用如图16所示的逻辑信号。R1设置最小LED电流值（当NMOS开关关闭时）：

RINCR确定当外部NMOS开关打开时LED电流增加多少。

印刷电路板布局指南

CAT37是一种高频开关稳压器，在这里，适当的PCB板布局和元件放置可以最大限度地降低噪声和辐射，提高效率。为了最大限度地提高效率，CAT37设计具有快速的开关上升和下降时间。为了防止辐射和高频共振问题，将所有连接到开关管脚的记录道的长度和面积最小化，并在开关调节器下方使用接地平面。

开关管脚、肖特基二极管和电容C2信号通路应尽可能短。R1电阻器的接地连接应直接连接到GND引脚，不得与其他部件共用。

典型应用电路

包装尺寸