AP3019/AP3029/AP3030 控制逻辑电平设计

2011-04-07 23:11:36来源: 互联网

AP3019、AP3029和AP3030是三款白色LED背光驱动芯片,它们均为基于电感的升压型白光驱动IC,内置升压电路必需的肖特基二极管,其封装和管脚顺序兼容市场上存在的大多数产品。


AP3019/29/30的CTRL管脚可实现开关控制和PWM调光,同时,CTRL管脚可用作模拟调光,利用该特性可以方便的实现高频PWM调光。


由于设计了模拟调光功能,AP3019/29/30 CTRL管脚的逻辑低电平与很多IC不同,为50mV,逻辑高电平为1.8V;在50mV和1.8V之间,AP3019/29/30正常工作,且反馈电压会随CTRL电平升高而升高。基于这一特点,下面讨论AP3019/29/30 CTRL管脚和逻辑I/O口互连的兼容性设计。
  
逻辑I/O口的拓扑结构

图1 数字I/O口常用的四种拓扑结构


数字电路的I/O口通常有四种拓扑结构(见图1),分别为推挽输出结构,推挽加上拉电阻输出结构,推挽加下拉电阻输出结构和漏极(或集电极)开路输出结构。


应用时,漏极 (集电极)开路的I/O口必须外加上拉电阻。默认状态下,I/O口的内部开关管均处于关断状态。


上拉和下拉电阻一般为50~300kΩ,其主要作用为设定I/O口的默认状态。上拉电阻对应的I/O口默认状态为高,反之,下拉电阻对应的I/O口默认状态为低。

图2 AP3019/29/30 CTRL管脚输入特性

CTRL管脚与各种I/O口的互连设计
1 AP3019/29/30 CTRL管脚的输入特性
如图2所示,AP3019/29/30 CTRL管脚的输入特性等同于一个对地的电阻,RIN≥50kΩ。悬空时,CTRL为低电平,AP3019/29/30不工作。


2 互连设计
推挽和推挽加下拉电阻输出的I/O口与AP3019/29/30 CTRL管脚可直接连接,见图3。

图3 AP3019/29/30 CTRL与推挽和推挽加下拉电阻输出的I/O口的连接


默认状态下,I/O口内部开关管关断,输出低电平,AP3019/29/30不工作。当I/O口输出高电平时,I/O口内部上管打开,CTRL电压等于VCC1,AP3019/29/30正常工作。当I/O口输出低电平时,I/O口内部下管打开,CTRL电压等于0,AP3019/29/30停止工作。
推挽加上拉电阻输出的I/O口与AP3019/29/30 CTRL管脚的连接方法如图4所示。

图4 AP3019/29/30 CTRL与推挽加上拉电阻输出的I/O口的连接


该电路中,外接电阻的设计参考公式(1)。

    (1)
默认状态下,I/O口内部开关管关断,通过R2分压,CTRL的电压低于30mV,为低电平且有足够的裕量,AP3019/29/30不工作。当I/O口输出高电平时,内部上管打开,CTRL电压大于1.8V,AP3019/29/30正常工作。当I/O口输出低电平时,内部下管打开,CTRL电压等于0,AP3019/29/30停止工作。
漏极(或集电极)开路输出的I/O口与AP3019/29/30 CTRL管脚连接方法如图5所示。

图5 AP3019/29/30 CTRL与漏极(或集电极)开路输出的I/O口的互联


该电路中,R3的取值一般小于RIN的十分之一。如果默认状态下I/O口内部开关管关断,I/O为高电平,AP3019/29/30正常工作。如果内部开关管打开,CTRL电压等于0,AP3019/29/30不工作。
鉴于该电路默认状态下控制逻辑为高电平,因此不建议采用此类I/O口控制AP3019/29/30。
  
3  CTRL低电平与TTL和CMOS低电平的兼容性设计
某些应用可能难以产生低于50mV的低电平,而只能给出TTL或CMOS逻辑低电平(<0.4V),此时可采用图6所示的方法来实现与AP3019/29/30 CTRL逻辑低电平的兼容。

图6 AP3019/29/30 CTRL与TTL/CMOS逻辑低电平的兼容性设计


当A点产生逻辑低电平时,A点电压小于0.4V,二极管1N4148截止,AP3019/29/30不工作;当A点产生逻辑高电平时,A点电压应大于2.5V,二极管1N4148导通,CTRL的电位约为1.8V,AP3019/29/30正常工作。

总结
AP3019/29/30为内置肖特基的白光驱动IC,其CTRL管脚为开关控制和模拟调光复用,可较容易地实现高频PWM调光。


由于CTRL管脚功能复用,其逻辑低电平为50mV,最好采用推挽输出结构的I/O口或推挽加下拉电阻输出结构的I/O口来直接控制CTRL,以控制AP3019/29/30的工作状态。如果采用推挽加上拉电阻输出结构的I/O口来控制,必须根据公式(1)正确设计外接电阻。


如果必须兼容TTL和CMOS的逻辑低电平(<0.4V),可通过在CTRL管脚前串接一个低成本的二极管1N4148来实现。

关键字:设计

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0407/article_6642.html
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