智能LED控制及接口方案

高亮度、高视觉冲击力建筑物照明应用的RGB LED像素驱动器

    某些旨在营造高视觉冲击力效果的建筑物装饰照明应用使用高亮度的LED，要求LED驱动器能够驱动高亮度的RGB LED，并且要具备高速接口，LED控制器从而支持高数据率并确保维持高数据完整性，还需要具备超低的压降，从而提供更高的能效。

    安森美半导体适合这类应用的LED驱动器包括的带独立电流控制功能的三通道恒流RGB LED像素驱动器CAT4103和CAT4109。其中，CAT4103为高端、多色彩、“智能”LED建筑物照明应用而设计，具有高速串行接口，能支持达25 MHz的数据率，提供完全缓冲的数据输出，确保在分布式(长距离)、菊花链型照明系统中维持最高的数据完整性。而CAT4109使用并行接口，每条通道具有专门的脉宽调制(PWM)控制，非常适合更常规的LED视觉效果应用，如混色和建筑物重点照明。



图2：安森美半导体CAT4103框图、典型应用电路图及应用示例

    CAT4103和CAT4109都支持每通道达175 mA的宽广范围LED恒流驱动，电流为60 mA时压降电平至0.3 V ，确保在驱动长串LED时提供最高性能。这些驱动器每通道支持25 V的电压电平，能够以超过10瓦(W)的高亮度功率电平支持RGB像素。

    CAT4103和CAT4109是安森美半导体恒流低压降驱动器(LDO™)产品线的两款产品，这产品线还包括CAT4101和CAT4104等，其中，CAT4101提供高精度的1 A电流驱动能力，而CAT4104是一款四通道的恒流LED驱动器，适合通用及建筑物照明、汽车照明、LCD背光等应用。

I2C指示器驱动器及端口扩展器

    市场上可以看到诸如由闪烁LED组成的广告销售标牌和具备开/关LED指示器的各种消费或工业用设备，这些应用需要能够控制各个LED单独导通/关闭或以某种频率来闪烁的驱动方案，安森美半导体的16通道I2C LED指示器及端口扩展器CAT9532和CAT9552就是适合这类应用的两款产品。

    CAT9532和CAT9552提供16位并行输入/输出(I/O)端口扩展器，优化用于LED调光控制，输出能够直接驱动并联的16颗LED(每通道电流25 mA)，每个LED都可以单独导通、关闭，或以两种可编程速率中的一种来闪烁。两款器件的I/O均可用作通用I/O(GPIO)，未被用于控制LED的端口能够当成普通端口来使用(参见图3)。



图3：CAT9552典型应用电路图

    这两款器件适合于需要限制总线流量或清空总线主控定时器的I2C和SMBus应用。两款器件都包含内部振荡器和驱动LED输出的两个脉宽调制(PWM)信号，用户可以设定每个独立PWM信号的周期和占空比。CAT9532的可选可编程闪烁频率范围为0.593 Hz至152 Hz，CAT9552为0.172 Hz至44 Hz，两款器件的占空比为0%至99.6%，适合的具体应用包括背光、RGB混色、传感器控制、电源开关/按钮、报警系统、办公设备、家电控制面板和销售点(POS)显示屏等。

总结：

    本文分析了常见的LED控制应用及其对驱动/控制方案的基本要求，介绍了安森美半导体用于这些应用的主要产品及其特点。而安森美半导体身为应用于高能效电子产品的首要高性能硅方案供应商，提供涵盖1 至数百瓦功率范围的LED照明驱动及PFC解决方案，适合包括本文所述LED控制应用在内的宽广应用范围，而无论LED照明应用采用的是AC-DC电源、DC-DC电源或是电池供电，并满足客户对低成本、高性价比、高能效的要求。