AP3019/AP3029/AP3030 控制邏輯電平設計
AP3019、AP3029和AP3030是三款白色LED背光驅動芯片,它們均為基于電感的升壓型白光驅動IC,內置升壓電路必需的肖特基二極管,其封裝和管腳順序兼容市場上存在的大多數(shù)產品。
AP3019/29/30的CTRL管腳可實現(xiàn)開關控制和PWM調光,同時,CTRL管腳可用作模擬調光,利用該特性可以方便的實現(xiàn)高頻PWM調光。
由于設計了模擬調光功能,AP3019/29/30 CTRL管腳的邏輯低電平與很多IC不同,為50mV,邏輯高電平為1.8V;在50mV和1.8V之間,AP3019/29/30正常工作,且反饋電壓會隨CTRL電平升高而升高?;谶@一特點,下面討論AP3019/29/30 CTRL管腳和邏輯I/O口互連的兼容性設計。
邏輯I/O口的拓撲結構
圖1 數(shù)字I/O口常用的四種拓撲結構
數(shù)字電路的I/O口通常有四種拓撲結構(見圖1),分別為推挽輸出結構,推挽加上拉電阻輸出結構,推挽加下拉電阻輸出結構和漏極(或集電極)開路輸出結構。
應用時,漏極 (集電極)開路的I/O口必須外加上拉電阻。默認狀態(tài)下,I/O口的內部開關管均處于關斷狀態(tài)。
上拉和下拉電阻一般為50~300kΩ,其主要作用為設定I/O口的默認狀態(tài)。上拉電阻對應的I/O口默認狀態(tài)為高,反之,下拉電阻對應的I/O口默認狀態(tài)為低。
圖2 AP3019/29/30 CTRL管腳輸入特性
CTRL管腳與各種I/O口的互連設計
1 AP3019/29/30 CTRL管腳的輸入特性
如圖2所示,AP3019/29/30 CTRL管腳的輸入特性等同于一個對地的電阻,RIN≥50kΩ。懸空時,CTRL為低電平,AP3019/29/30不工作。
2 互連設計
推挽和推挽加下拉電阻輸出的I/O口與AP3019/29/30 CTRL管腳可直接連接,見圖3。
圖3 AP3019/29/30 CTRL與推挽和推挽加下拉電阻輸出的I/O口的連接
默認狀態(tài)下,I/O口內部開關管關斷,輸出低電平,AP3019/29/30不工作。當I/O口輸出高電平時,I/O口內部上管打開,CTRL電壓等于VCC1,AP3019/29/30正常工作。當I/O口輸出低電平時,I/O口內部下管打開,CTRL電壓等于0,AP3019/29/30停止工作。
推挽加上拉電阻輸出的I/O口與AP3019/29/30 CTRL管腳的連接方法如圖4所示。
圖4 AP3019/29/30 CTRL與推挽加上拉電阻輸出的I/O口的連接
該電路中,外接電阻的設計參考公式(1)。
(1)
默認狀態(tài)下,I/O口內部開關管關斷,通過R2分壓,CTRL的電壓低于30mV,為低電平且有足夠的裕量,AP3019/29/30不工作。當I/O口輸出高電平時,內部上管打開,CTRL電壓大于1.8V,AP3019/29/30正常工作。當I/O口輸出低電平時,內部下管打開,CTRL電壓等于0,AP3019/29/30停止工作。
漏極(或集電極)開路輸出的I/O口與AP3019/29/30 CTRL管腳連接方法如圖5所示。
圖5 AP3019/29/30 CTRL與漏極(或集電極)開路輸出的I/O口的互聯(lián)
該電路中,R3的取值一般小于RIN的十分之一。如果默認狀態(tài)下I/O口內部開關管關斷,I/O為高電平,AP3019/29/30正常工作。如果內部開關管打開,CTRL電壓等于0,AP3019/29/30不工作。
鑒于該電路默認狀態(tài)下控制邏輯為高電平,因此不建議采用此類I/O口控制AP3019/29/30。
3 CTRL低電平與TTL和CMOS低電平的兼容性設計
某些應用可能難以產生低于50mV的低電平,而只能給出TTL或CMOS邏輯低電平(0.4V),此時可采用圖6所示的方法來實現(xiàn)與AP3019/29/30 CTRL邏輯低電平的兼容。
圖6 AP3019/29/30 CTRL與TTL/CMOS邏輯低電平的兼容性設計
當A點產生邏輯低電平時,A點電壓小于0.4V,二極管1N4148截止,AP3019/29/30不工作;當A點產生邏輯高電平時,A點電壓應大于2.5V,二極管1N4148導通,CTRL的電位約為1.8V,AP3019/29/30正常工作。
總結
AP3019/29/30為內置肖特基的白光驅動IC,其CTRL管腳為開關控制和模擬調光復用,可較容易地實現(xiàn)高頻PWM調光。
由于CTRL管腳功能復用,其邏輯低電平為50mV,最好采用推挽輸出結構的I/O口或推挽加下拉電阻輸出結構的I/O口來直接控制CTRL,以控制AP3019/29/30的工作狀態(tài)。如果采用推挽加上拉電阻輸出結構的I/O口來控制,必須根據(jù)公式(1)正確設計外接電阻。
如果必須兼容TTL和CMOS的邏輯低電平(0.4V),可通過在CTRL管腳前串接一個低成本的二極管1N4148來實現(xiàn)。
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