端口扩展器降低折叠手机的成本及尺寸

D驱动器和I/O扩展器，带PWM亮度控制)也能精确地调节其恒流输出。端口输出电压是负载(通常为LED)电源电压和负载两端电压(LED正向电压)之差。如果LED电源电压下降，无法维持最小端口输出电压，驱动器的输出级将进入电源失效状态，负载电流随之下降。对于10mA的吸入电流，MAX6966最小端口电压约为0.5V；对于20mA的吸入电流，最小端口电压约为1V。

图2. MAX6966 GPIO IC包括LED驱动器和逻辑I/O口

LED直接由手机电池供电时，可节省空间、省去升压变换器的成本。因此，典型的LED电源为一节可充电锂电池，电池电压在充满时最大为4.2V，使用中为3.4V至3.7V，完全放电后降至3V。电池供电不足时，LED电源电压明显低于电源失效状态的电压。

图3所示为LED电源电压从2.5V变化到7V时，3V蓝光LED (LITEON LTST-C170TBKT)的典型吸入电流。图中所示LED由预先编程设置为10mA和20mA的恒流端口驱动，电源电压在2.5V至7V范围内连续变化。可以看出，LED正向导通电压随电流降低而降低，因此，电源失效时LED电流将缓慢降低，而不是直接降至失效状态。LED电源电压降至3V时，LED电流降至6mA或7mA，这在电池耗尽情况下对于多数背光应用是可以接受的。

图3. MAX6966恒流输出直接采用手机电池驱动白光LED

均分LED电流

传统的PWM控制方式是所有的PWM输出采用相同的PWM时序，即所有输出在同一时刻接通(图4)。所以，由PWM设置的LED驱动器将同时吸入电源电流。例如，如果所有输出的占空比均设置为50:50，则一半时间内电流吸入为零(所有负载断开)，另一半时间内吸入电流为满幅(所有负载接通)。

图4. 传统的PWM架构导致所有输出端口同时切换

MAX6966恒流LED驱动器各端口的PWM输出采用错相工作，相差1/8的PWM周期(图5)，在PWM周期均匀分配各个端口的输出开关时间，从而降低了电源输出开关瞬变di/dt和峰值/均值电流，同时也减小了EMI，而且允许电源采用较窄的PCB布线。

图5. MAX6966使PWM错相工作，均衡了对电源电流的需求

自动降低LED亮度

MAX6966的自动控制功能允许电流输出逐步降至自动关断状态(缓降)，退出关断状态时电流逐步上升，无需更多操作(图6和图7)。缓降过程包括一段可编程设置的延迟时间，期间输出电流仍保持最大值，之后在预设的渐弱时间内电流逐渐降低。

图6. MAX6966使LED亮度自动缓降，经过一定延迟后逐渐变弱

图7. MAX6966可由硬件触发，以控制LED亮度的上升速率，从而获得一定时间断开不需要的外设

关断状态下，可用CS输入端的一个短脉冲激活MAX6966。这种硬件唤醒功能允许电源管理控制器或类似的ASIC以预置的LED亮度配置启动MAX6966。退出关断状态时，LED输出可以自动缓慢上升至预设电流(图7)。这种设计方法解决了系统处理器的时间管理难题；也允许系统进入待机模式，而LED驱动器自身则执行定时功能。

许多GPIO器件提供了较高的源出电流和吸入电流，在电源直接供电时可用来打开或关闭外设。从这一功能可以了解到以下应用技巧：

* 在任何应用中，应尽量控制外围设备的GND引脚，而不是控制正电源。易于受接地开关控制的负载设备包括振动电机、LED和许多IrDA接口模块。接地开关由于普遍可提供大电流、漏极开路端口成为首选;

* 采用推挽式GPIO (MAX7310、MAX7312、MAX7320)控制外围设备的正电源，要求电源电流较小。这种方法普遍用于IC的掉电保护;

* 使用外部PFET扩展推挽式GPIO的高边电流驱动。只需将PFET栅极连接至推挽输出端口，源极接电源正极，漏极接负载。需要注意的是，当前的控制逻辑是反向的：输出端口的逻辑低电平接通PFET;

* 并联漏极开路端口可获得更大的驱动电流;

* 确保端口同时打开、关闭，共同驱动负载。

端口扩展器 - 简单I/O实现电平转换

GPIO还有另一个重要功能：使输入和输出在高、低电压之间来回切换。下面列出了一些电平转换用途：

* 输入端口的耐压值通常高于GPIO的工作电压，该性能允许工作在低电源电压的GPIO能够监测较高电压的逻辑输入;

* I2C接口可承受5.5V电压，与GPIO的工作电压无关。因此，通过电阻上拉到3.3V的I2C总线能与工作在2.5V或1.8V的GPIO进行通信;

* 漏极开路I/O通常可承受的电压与GPIO的工作电压。例如，MAX6964/MAX6965和MAX7313-MAX7316 系列的I/O端口能够承受5.5V或7V电压。在端口和所要求的电源之间连接一个上拉电阻，任何端口都能产生达到指定逻辑电平的摆幅;

* 漏极开路I/O和I2C接口通常具有热插拔保护，这意味着断开GPIO的电源电压时，这些连接不需要额外吸收寄生电流就可承受所施加的电压。当与单独