SGM37603：高效 3 串白光 LED 驅動芯片的技術剖析

在電子設備的顯示領域，LED 驅動芯片起著至關重要的作用。今天，我們將深入探討 SGMICRO 公司推出的 SGM37603 高效 3 串白光 LED 驅動芯片，了解其特性、應用以及工作模式等關鍵信息。

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一、產品概述

SGM37603 是一款具備 1.2MHz 升壓轉換器的高效 3 串白光 LED 驅動芯片。其供電電壓范圍為 3V 至 24V，能夠驅動每串最多 8 顆串聯的 LED，每串最大 LED 電流可達 25mA，同時實現高轉換效率。該芯片采用自適應電流調節方法，允許不同的 LED 串電壓，同時保持 LED 電流穩定。LED 電流可通過 I2C 接口或 PWM 信號輸入進行編程，非常適合緊湊解決方案和 LCD 顯示背光應用。

SGM37603 提供 Green WLCSP - 1.78×1.36 - 12B 和 TDFN - 3×3 - 12L 兩種封裝形式，工作環境溫度范圍為 - 40℃ 至 + 85℃。

二、應用場景

SGM37603 主要應用于智能手機和平板電腦的背光電源，為這些設備的顯示提供穩定而高效的背光支持。

三、產品特性

（一）調光控制

具備 11 位分辨率的調光控制，能夠實現精細的亮度調節。

（二）高效升壓

升壓效率高達 90%，有效降低功耗，提高能源利用率。

（三）開關頻率

開關頻率為 1.2MHz，在保證高效轉換的同時，減少了外部元件的尺寸。

（四）多串支持

支持 1 至 3 串 LED 并聯，最大輸出電壓可達 29.5V。

（五）電流匹配與精度

在不同的 LED 電流下，都能實現良好的電流匹配和高精度控制。例如，在 (I{LED}=12.21 mu A) 時，LED 電流匹配誤差為 11%，電流精度為 11%；在 (I{LED }=25 ~mA) 時，LED 電流匹配誤差為 1%，電流精度為 3%。

（六）調光接口

提供 PWM 調光接口和可編程 I2C 接口，支持混合 PWM + 電流調光，以提高 LED 驅動的光學效率。

（七）保護特性

具備低 EMI 傳導振鈴消除保護功能，以及過壓保護、過流保護和熱關斷保護等，確保芯片在各種異常情況下的安全運行。

四、典型應用電路

文檔中給出了典型應用電路，輸入電壓范圍為 3V 至 24V，輸出電壓可達 28V。電路中使用了電感 L1（VLF504012MT - 100M，10μH）、電容 C1（22μF）、CIN（2.2μF）、COUT（1μF）、電阻 R1（10kΩ）、R2（10kΩ）、R3（10Ω）和二極管 D1 等元件。這個電路為工程師在實際設計中提供了參考。

五、封裝與訂購信息

六、電氣特性

（一）LED 電流相關

最小 LED 電流（每串）為 12.21 μA，最大 LED 電流（每串）為 25 mA。在不同的 LED 電流和溫度條件下，LED 電流匹配和絕對精度都有明確的指標。

（二）電壓與電阻

調節電流沉頭電壓（VHR）在 (I_{LED}=25mA) 時為 180 mV，NMOS 開關導通電阻在 (ISW = 250mA) 時為 0.25 - 0.35 Ω。

（三）保護與頻率

輸出過壓保護電壓為 28.5 - 30.5 V，OVP 遲滯為 3 V，開關頻率范圍為 950 - 1400 kHz，最大升壓占空比為 90 - 94 %。

（四）其他特性

關斷電流在芯片使能位為 0 時為 0.5 - 1.5 μA，熱關斷溫度為 160℃，熱關斷遲滯為 20℃，PWM 輸入調光頻率范圍為 20 - 100 kHz。

七、典型性能特性

文檔中給出了多個典型性能特性曲線，包括關機電流與輸入電壓、靜態電流（開關）與輸入電壓、升壓效率與輸入電壓、升壓效率與 LED 電流、NMOS 開關導通電阻與溫度、輸出過壓保護閾值與溫度以及 LED 電流生產分布等。這些曲線直觀地展示了芯片在不同條件下的性能表現，有助于工程師在設計時進行參考和優化。

八、功能框圖與寄存器映射

（一）功能框圖

功能框圖展示了芯片的內部結構，包括升壓控制、過壓保護、過流保護、熱關斷、LED 故障檢測、調光控制等模塊。通過這個框圖，我們可以清晰地了解芯片的工作原理和信號流程。

（二）寄存器映射

SGM37603 的寄存器都是 8 位的，I2C 從地址為 0x36。文檔詳細列出了各個寄存器的名稱、位定義、功能描述、上電復位值和讀寫類型。這些寄存器用于控制芯片的各種功能，如軟件復位、使能控制、亮度控制、亮度代碼設置和故障信息讀取等。

九、詳細描述 - 亮度控制模式

SGM37603 具有 3 種亮度控制模式：

（一）I2C 僅模式（亮度模式 00）

在這種模式下，僅通過 I2C 亮度寄存器控制 LED 電流。11 位代碼（0 至 2047）控制 LED 電流，不同代碼范圍對應不同的電流計算方式和控制方式。當代碼從 128 至 2047 時，平均 LED 電流與亮度代碼成比例增加；當代碼從 8 至 127 時，LED 電流處于電流 - PWM 控制；當代碼從 1 至 7 時，平均 LED 電流呈指數增加。此外，當寄存器 0x11 的位[4]設置為 1 時，可啟用漸變功能。

（二）PWM 僅模式（亮度模式 01）

此模式下，僅通過 PWM 信號輸入設置亮度，I2C 代碼被忽略且禁止設置為 0。LED 電流與 PWM 占空比成比例，最大 LED 電流為 25mA。PWM 頻率范圍為 20kHz 至 100kHz。

（三）I2C + PWM 模式（亮度模式 10 或 11）

在這種模式下，I2C 亮度代碼和 PWM 占空比共同控制 LED 電流。代碼等于 PWM 占空比乘以 I2C 亮度代碼，平均 LED 電流與亮度代碼成比例增加。同樣，當寄存器 0x11 的位[4]設置為 1 時，可啟用漸變功能。

十、總結

SGM37603 是一款功能強大、性能優越的 3 串白光 LED 驅動芯片。其高效的升壓轉換、精確的電流控制、豐富的調光模式和完善的保護功能，使其成為智能手機和平板電腦背光應用的理想選擇。工程師在設計過程中，可以根據實際需求選擇合適的封裝和亮度控制模式，充分發揮芯片的優勢。同時，通過參考文檔中的典型應用電路和性能特性曲線，能夠更好地優化設計，確保產品的穩定性和可靠性。那么，在實際應用中，你是否也會考慮使用 SGM37603 芯片來實現高效的 LED 背光驅動呢？