白光LED驱动器CAT3636在便携设备中的应用

图3 Catalyst创新的1.33倍模式架构

　　如果输入电压VIN比LED的正向电压降VF大的话，则驱动LED不需要升压，QUAD-MODETM电荷泵工作在1倍模式下。

　　根据能量守恒原理，CAT3636输入功率PI就等于外部LED消耗的功率PL加上其自身消耗的功率PE，即PI=PL +PE。CAT3636自身消耗的功率主要包括电荷泵电压转换功耗PC，内部恒流源被动消耗功耗PS，内部逻辑功能模块消耗的功率PF，以及热损耗PT，即PE= PC+PS+PF+PT。如图4所示。

图4 功率消耗分布图

　　CAT3636 的转换效率η=PL/PI=PL/（PC+PL+PS+PF+PT）。由于PF和PT值都比较小，η≈PL/（PC+PL+PS）。在恒定电流工作条件下，LED的消耗功率PL近似恒定，由此可见，在同一升压模式下，随着输入电压的降低，输出电压随之降低，作用于内部恒流源的电压也随之降低，因此恒流源的消耗功率PS也随之下降，CAT3636的转换效率η升高；在相同的输入电压下，模式越高，输出电压越高，则内部恒流源消耗的功率就会越大，转换效率随之降低。这也就是带1.33倍模式的LED驱动器要比仅有1.5倍或2倍模式的驱动器综合转换效率要高的原因。图5是CAT3636工作在锂电放电范围内的转换效率图。

图5 CAT3636转换效率

CAT3636典型应用

　　CAT3636 典型应用电路如图6所示。除被驱动的LED外，仅需要2个普通的X5R或X7R电容。其内建6个通道恒流源，可以驱动6个共阳极并联LED。对于不使用的 LED端口，只需要将该端口直接连至VOUT端，CAT3636会自动检测端口的状态，关闭不使用的LED端口。

图6 CAT3636外围电路

　　CAT3636 采用了一种完全不同于脉宽调制（PWM）控制方式。PWM控制方式的本质还是模拟信号控制，只是这个模拟控制信号，采用数字方式编码罢了。脉冲的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。为了将这个数字编码的模拟信号解调出来，常常需要在LED驱动器的控制引脚和PWM控制器之间加RC电路。而 CAT3636采用的是1-Wire可编程数字接口，不能在MPU与CAT3636EN/SET引脚之间加下拉电容。否则可能会将控制信号过滤掉，造成无法控制CAT3636工作。CAT3636 1-Wire接口只有一根控制线，没有时钟线与编程数据同步，就需要有严格的时序要求，以保证编程数据的正确性。所以在实际应用中，要严格按照 CAT3636 datashee上的时序要求，发送控制命令。

结语

　　由于CAT3636采用全新的四模式电荷泵架构，在不增加额外成本的情况下，最大限度地延长了便携设备的电池续航时间。它的外围电路十分简单，仅需要2个普通电容，即可实现四种工作模式，而且不需要电感，可以避免因电感所带来的EMI问题。3mm×3mm TQFN超小封装，引脚少，外围组件拓扑结构简单，有助于降低在高密度PCB设计中LAYOUT的难度。另外，它的接口简单，操作灵活，可以实现多种个性化的应用需求，比如主副双屏背光，或者RGB LED闪信功能等。因此，CAT3636是一款非常适合手机、PDA、PMP、数码相机等掌上便携设备使用的高性能LED驱动器。