Светодиодные драйверы с префиксом CAT (Catalyst) – это тоже продукция ON Semi

28 июля 2011

В активе Catalyst Semiconductor — разработки линейных светодиодных драйверов, драйверов с емкостным преобразованием энергии, а также индуктивные Step Up/Step Down-драйверы для питания мощных светодиодов. Микросхемы этой компании, в том числе и драйверы светодиодов, имеют в названии префикс CAT. Все разработки отличаются наличием оригинальных и патентованных решений, расширяющих функциональные возможности микросхем и обеспечивающих эффективность их применения. В таблице 1 приведены основные параметры светодиодных драйверов Catalyst.

Таблица 1. Основные параметры светодиодных драйверов Catalyst  

Тип Особенности Диапазон входных напряжений, В Суммарный.
вых. ток, м А
Частота преобр., кГц Макс.число светодиодов в цепочке Макс.число цепочек светодиодов
Линейные драйверы
CAT310 10 каналов, 4-проводный интерфейс управления 3…5,5 500 1 10
CAT4002А 2 канала с 32 уровнями димминга 2,4…5,5 40 1 2
CAT4002В 2 канала с 32 уровнями димминга 2,4…5,5 50 1 2
CAT4003В 3 канала с 32 уровнями димминга 2,4…5,5 75 1 3
CAT4004 4 канала, EZ Dim интерфейс 2,4…5,5 100 4 1
CAT4008 8 каналов, 4-проводный интерфейс управления 3…5,5 800 8 1
CAT4016 16 каналов, 4-проводный интерфейс управления 3…5,5 1600 16 1
CAT4101 1 канал, выходной ток 1 А 3…5,5 1000 8 1
CAT4103 RGB, 3-канальный, 4- проводный интерфейс управления 3…5,5 525 8 3
CAT4104 4 цепочки по 8 светодиодов 3…5,5 700 8 4
CAT4109 3 канальный RGB с ШИМ 3…5,5 525 7 3
Драйверы с емкостным
преобразованием
CAT3224 2 канала 2,5…5,5 4000 800 1 2
CAT36042 Quad mode, 4 канала 2,5…5,5 120 1000 1 4
CAT3604V Quad mode, 4 канала 3…5,5 120 1000 1 4
CAT3606 6 каналов 3…5,5 180 1000 1 6
CAT3612 2 канала 3…5,5 300 1000 1 2
CAT3614 4 канала 3…5,5 124 1000 1 4
CAT3616 6 каналов 3…5,5 186 1000 1 6
CAT3626 6 каналов , интерфейс I2C 3…5,5 192 1000 1 6
CAT3636 Quad mode, 6 каналов 2,5…5,5 192 1000 1 6
CAT3637 Quad mode, 6 каналов 2,5…5,5 180 1000 1 6
CAT3643 Quad mode, 3 канала 2,5…5,5 90 1000 1 3
CAT3644 Quad mode, 4 канала 2,5…5,5 100 1000 1 4
CAT3647 Quad mode, 3 канала 2,5…5,5 100 10
00
1 3
CAT3648 Quad mode, 4 канала 2,5…5,5 100 1000 1 4
Драйверы Boost/Buck
CAT37 Boost, 1 канал по 4 LED 2…5,5 25 1000 4 1
CAT32 Boost, 1 канал по 4 LED 2…5,5 25 1200 4 1
CAT4106 Boost, 4 канала по 10 LED 3…5,5 175 1000 10 4
CAT4134 Boost, 2 канала по 3 LED 2,8…5,5 500 1000 3 2
CAT4139 Boost, 5 LED последовательно 2,2…5,5 350 1000 5 1
CAT4201 Buck, 7 LED 7…36 350 50..1000 7 1
CAT4237 Boost, 8 LED последовательно 2,8…5,5 100 1000 8 1
CAT4238 Boost, 10 LED последовательно 2…5,5 100 1000 10 1
CAT4240 Boost, 10 LED последовательно 2…5,5 350 1000 10 1

 

Линейные драйверы

Линейные драйверы светодиодов используются в тех случаях, когда напряжение питания заведомо больше падения напряжения на линейке питаемых светодиодов. Выходы линейных драйверов представляют собой генератор тока. Стабильный ток в широком диапазоне входных напряжений обеспечивает постоянную яркость и долговечность светодиодов. Линейные драйверы светодиодов не могут соперничать по эффективности преобразования энергии с емкостными или индуктивными. Основные их достоинства — простота и дешевизна, а также отсутствие высокочастотных помех при работе. А при удачном сочетании питающего напряжения и схемы включения светодиодов может быть получена эффективность не намного хуже, чем у индуктивных и емкостных драйверов. В отдельных приложениях по соотношению цена/качество они даже имеют преимущество. Например, в автомобильном секторе эффективность менее важна, чем цена.

В секторе линейных драйверов можно выделить драйверы двухполюсники с фиксированным значением тока, трехполюсники с регулируемым током и многоканальные драйверы. Реализация линейных драйверов в микрокорпусах с размерами 3х3х0,8 и 4х4х0,8 мм позволяет размещать их в цоколях светодиодных автомобильных ламп, имеющих такой же форм-фактор, что и автомобильные лампы накаливания.

 

Светодиодный линейный драйвер CAT4101

Микросхема драйвера обеспечивает рабочий ток до 1 А, а также регулировку яркости за счет использования ШИМ-модуляции. При питании от 12 В аккумулятора драйвер может управлять параллельной цепочкой из 2…3 светодиодов мощностью 1…3 Вт. Корпус драйвера TO-263-5.

Уровень тока задается внешним резистором.

Драйвер ориентирован преимущественно на использование в конструкции светодиодных автомобильных ламп (габариты, фара стоп-сигнала, фонари поворота), а также в светодиодных модулях для освещения салона автомобиля. На рис. 1 показаны светодиодные лампы стоп-сигнала и «двухнитевые» лампы «стоп-сигнал — поворот» мощностью 21 Вт, в которых используются линейные драйверы.

 

Лампы стоп-сигнала и двухнитевые лампы «стоп-сигнал - поворот»

 

Рис. 1. Лампы стоп-сигнала и двухнитевые лампы «стоп-сигнал — поворот»

 

Драйвер для индикаторов приборной панели автомобиля

Многоканальный драйвер CAT310 в основном ориентирован для использования в автомобильном секторе. Основное назначение — управление индикаторами, расположенными на приборной панели автомобиля (дискретные индикаторы состояния автомобильных систем, графические полоски расходомеров и т.п.), но может с успехом использоваться для управления кластерными светодиодными источниками света в других приложениях. Рабочие токи по каждому каналу до 50 мА. Основные достоинства — работа в широком диапазоне напряжений до 40 В, что обеспечивает защиту от бросков тока в автомобильной сети и широкий температурный диапазон -40…125°С.

Допускается последовательное каскадирование микросхем для загрузки данных.

 

Серия драйверов CAT40xx для светодиодных экранов

Серия драйверов состоит из трех микросхем CAT4004, CAT4008 и CAT4016, отличающихся числом выходов (от 4 до 16). Загрузка данных от источника осуществляется по последовательному синхронному каналу. Диапазон регулирования 2…100 мА. В выходных цепях драйвера не требуется установка дополнительных токозадающих резисторов. Выходные каскады выполнены по схеме LDO, прямое падение напряжения в них не более 400 мВ. Диапазон питающих напряжений 3…5,5 В. Скорость загрузки по последовательному каналу до 25 МГц. Допускается каскадирование микросхем для расширения числа управляемых каналов.

Уровень тока, протекающего через светодиоды, задается одним внешним резистором. Микросхема доступна в корпусах SOIC, TSSOP, QSOP и TQFN.

 

Шестиканальный контроллер-драйвер светодиодов CAT4026

Микросхема CAT4026 представляет собой шестиканальный источник тока для питания цепочек светодиодов средней мощности в модулях задней подсветки ЖК-панелей. В драйвере реализованы следующие функции: защита от коротких замыканий, обнаружение обрывов в цепочках, адаптивная обратная связь по SMPS, раздельная регулировка тока по каналам, термозащита, общее диммирование по всем каналам в ШИМ- или аналоговом режиме. Микросхема выпускается в корпусе SOIC-28. Драйвер может также использоваться и в светодиодных источниках освещения.

 

СAT4109 — трехканальный драйвер для управления RGB-светодиодами

Драйвер обеспечивает управление яркостью RGB-светодиодов средней мощности по трем независимым каналам. Выходной ток каждого канала до 175 мА. Драйвер может использоваться для управления светодиодной подсветкой ЖК-панелей, в светодиодных ландшафтных светильниках, светофорах и для подсветки рекламных щитов. Номинальный уровень тока, обеспечивающий стабильность цветового излучения, задается внешними резисторами.

 

Драйверы с емкостным преобразованием (CHARGE PUMP)

Драйверы с емкостным умножением напряжения предназначены для использования в аппаратуре с батарейным питанием. Диапазон входных напряжений 2,5…5,5 В. Эффективность преобразования достигает 93%. Частота преобразования 1 МГц. Основные достоинства драйверов — простота и дешевизна. Малые размеры корпуса QFPN-16 — 3х3х0,8 мм. Структура драйверов содержит защиту от коротких замыканий и обнаружение обрыва в выходных цепях.

Регулировка выходного тока реализована в микросхемах CAT3612…CAT3648. Ток регулируется с 16 градациями с шагом 2 мА через числоимпульсный однопроводной интерфейс EZDim. Линейка драйверов CAT36xx с емкостным преобразованием для мобильной аппаратуры показана в таблице 2.

Таблица 2. Линейка драйверов CAT36xx с емкостным преобразованием для мобильной аппаратуры  

Драйвер Число каналов Суммарный ток, мА Назначение Наличие регулировки тока
CAT3604 4 120 Подсветка ЖК-дисплеев, полей клавиатуры Нет
CAT3606 6 180 Подсветка основного и дополнительного ЖК-дисплея в мобильных устройствах Нет
CAT3612 2 300 Проблесковые маячки, фонари Есть, по интерфейсу 1-wire EZDim™
CAT3614 4 124 Подсветка ЖК-дисплеев, полей клавиатуры Есть, по интерфейсу 1-wire EZDim™
CAT3616 6 186 Подсветка ЖК-дисплеев, полей клавиатуры Есть, по интерфейсу 1-wire EZDim™
CAT3626 6 192 Подсветка ЖК-дисплеев, полей клавиатуры Есть, по интерфейсу I2С
CAT3637 6 180 Подсветка ЖК-дисплеев, полей клавиатуры Есть, по интерфейсу 1-wire EZDim™
CAT3636 6 180 Подсветка ЖК-дисплеев, полей клавиатуры Есть, по интерфейсу 1-wire EZDim™
CAT3644 4 100 Подсветка ЖК-дисплеев, полей клавиатуры Есть, по интерфейсу 1-wire EZDim™
CAT3647 3 100 Подсветка ЖК-дисплеев, полей клавиатуры Есть, по интерфейсу 1-wire EZDim™
CAT3648 4 100 Подсветка ЖК-дисплеев, полей клавиатуры Есть, по интерфейсу 1-wire EZDim™

Величина максимального тока устанавливается внешним резистором.

Работа на высокой частоте позволяет использовать керамические конденсаторы малого номинала и размера. Корпус драйвера TQFN-16 имеет размеры 4×4 мм.

Особенностью емкостных преобразователей серии CAT363x и CAT364x является использование высокой частоты 800…1000 кГц и патентованного метода преобразования с переменным коэффициентом умножения Quad Mode (т.е. четырех режимов преобразования). На рис. 2 показано изменение эффективности преобразования в зависимости от изменения входного напряжения. По мере падения входного напряжения коэффициент умножения напряжения автоматически меняется — 1х; 1,33х; 1,5х; 2х. Переменный режим обеспечивает получение максимальной эффективности использования энергии батареи.

 

Четыре режима работы емкостного умножителя в зависимости от величины входного напряжения

 

Рис. 2. Четыре режима работы емкостного умножителя в зависимости от величины входного напряжения

Максимальная эффективность преобразования в 93% достигается, когда напряжение на батарее близко к напряжению на светодиоде (около 3,5 В). При дальнейшем падении входного напряжения ниже прямого падения напряжения на светодиоде включается режим с коэффициентом умножения на 1,33х, и так далее. В структуре шестиканального драйвера CAT 3606 используется режим QUAD Mode.

В интерфейсе используется широтно-импульсный протокол кодирования данных. Осуществляется адресация контрольных регистров и задание уровня тока по каждому каналу. Ток задается встроенными ЦАП по каждому каналу. По сути, каждый канал имеет на выходе программируемый линейный регулятор тока. Диаграмма однопроводного управляющего интерфейса EN/SET показана на рис. 3.

 

Диаграмма однопроводного управляющего интерфейса EN/SET

 

Рис. 3. Диаграмма однопроводного управляющего интерфейса EN/SET

 

CAT3224 — драйвер светодиодных проблесковых фонарей и фотовспышек

Интеллектуальный драйвер CAT3224 предназначен для светодиодных ламп-вспышек, но может также использоваться и в аварийных проблесковых фонарях, бакенах, сигнальных буях. В качестве накопителя энергии для вспышки используется двухсекционный конденсатор большой емкости (1,1 Ф). Схема управления драйвера обеспечивает зарядку конденсаторов через емкостной повышающий преобразователь до напряжения 5,4 В и формирование токовых импульсов длительностью 300 мс и амплитудой 2 А по двум выходам LEDA и LEDB. После завершения цикла зарядки формируется сигнал флага готовности вспышки для управляющего контроллера. Длительность вспышки задается внутренним таймером.

Выходной формирователь может также работать и в режиме стабилизации постоянного тока — 200 мА по каждому каналу (режим фонаря). Рабочий ток для каждого режима (зарядка, вспышка, «фонарь») задается с помощью трех внешних резисторов. Драйвер может использоваться и в других промышленных светотехнических системах, например, в стробоскопах, в которых газоразрядные импульсные источники света заменяются на светодиодные.

 

Индуктивные драйверы

Драйверы повышающего типа (STEP Up, Boost)

Основное назначение этой серии драйверов — управление источниками подсветки в портативной аппаратуре (камеры, GPS-навигаторы, электронные игры, ноутбуки, медиаплееры). Драйверы данного типа обеспечивают повышение напряжения батарейного питания, используемого в мобильных и портативных устройствах, до уровня напряжения, достаточного для питания цепочки светодиодов. В большинстве случаев питание мобильных устройств производится от 2…3 батарей типа АА/ААА, аккумуляторов того же типоразмера или литиевых батарей с номинальным напряжением 3,6…4,2 В. Выходное напряжение драйверов 16…38 В. В таблице 3 показаны основные параметры индуктивных драйверов повышающего типа.

Таблица 3. Основные параметры индуктивных драйверов повышающего типа  

Тип Uin, В Макс. Uвых., В Корпус Выходной ток, мА Число светодиодов в цепочке Число каналов
CAT4106 3…5,5 36 TQFN-16 4х 75 10 4
CAT4134 2,8…5,5 16 TDFN-12 2х250 3 2
CAT4139 2,2…5,5 22 TSOT-23 350 5 1
CAT4237 2,8…5,5 30 SOT-23 100 8 1
CAT4238 2…5,5 38 TSOT-23 100 10 1
CAT4240 2…5,5 38 SOT-23 750 10 1

Температурный диапазон микросхем -40…85°С. Имеются функция автоматического выключения при падении напряжения и функция защиты от короткого замыкания на выходе. Частота преобразования около 1 МГц. Микросхемы имеют низкое собственное потребление логики управления драйвером — всего около 0,6 мА.

 

CAT4201- драйвер Step Down для мощных светодиодов

Драйверы понижающего типа применяются для тех вариантов питания, когда входное напряжение больше напряжения на линейке светодиодов, подключенных к выходу. Число возможных светодиодов в последовательной цепочке определяется диапазоном изменения входного напряжения. Драйверы могут использоваться в системах с аккумуляторным питанием (9…36 В), в том числе и в транспортных средствах 12/24 В. Для увеличения выходного нагрузочного тока, например, до 1 А при питании мощных 3 Вт светодиодов возможно и параллельное включение нескольких драйверов. Корпус TSOT-23; выходной ток 350 мА; до семи светодиодов в цепочке.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: analog.vesti@compel.ru

 

 

•••

Наши информационные каналы