SGM3138：六通道電荷泵白光 LED 驅動器的卓越之選

在電子設備的設計中，白光 LED 驅動器是實現照明功能的關鍵組件。今天，我們就來深入了解一下 SGMICRO 公司推出的 SGM3138 六通道電荷泵白光 LED 驅動器，看看它有哪些獨特的特性和優勢。

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一、產品概述

SGM3138 是一款電流調節型白光 LED 驅動器，集成了低壓差電流源和高效電荷泵。其電荷泵具備自動可選的 1×/1.5× 分數運算模式，憑借 1× 模式下較小的等效開環電阻，非常適合由鋰離子電池供電的白光 LED 應用。該驅動器的供電電壓范圍為 2.7V 至 5.5V，最多可支持 6 個 LED，總最大電流可達 120mA。LED 參考電流通過內部電阻設置，并且包含一個 4 位數字 - 模擬轉換器，可實現 16 級 LED 電流控制，通過向 EN/SET 引腳輸入串行脈沖信號，能將 LED 電流設置在 1.25mA 至 20mA 之間。此外，它還提供小于 1μA 的關斷電流和軟啟動功能，內置的軟啟動電路可避免啟動和模式轉換期間的過大浪涌電流。

二、產品特性

1. 寬輸入電壓范圍

輸入電壓范圍為 2.7V 至 5.5V，這使得它能夠適應多種電源供電，為不同的應用場景提供了靈活性。

2. 多 LED 支持

可支持 6 個 LED，每個 LED 電流可達 20mA，滿足了一些需要多個 LED 照明的應用需求，如手機、MP3、數碼相機和 LCD 顯示屏等。

3. 亮度控制

通過單線接口實現 16 級亮度控制，方便用戶根據實際需求調節 LED 的亮度。

4. 高效電荷泵

采用 1× 和 1.5× 電荷泵，實現了高轉換效率，有助于延長電池續航時間。

5. 低紋波和低 EMI

開關頻率為 1MHz，具有低輸入紋波和低電磁干擾（EMI）特性，減少了對其他電子元件的干擾。

6. 精準電流匹配

±5% 的調節 LED 電流匹配，確保各個 LED 的亮度一致性。

7. 軟啟動功能

內置軟啟動電路，有效降低浪涌電流，保護電路和 LED 不受過大電流沖擊。

8. 保護功能

具備過流保護、欠壓鎖定和熱關斷等保護特性，提高了產品的可靠性和穩定性。

9. 寬工作溫度范圍

工作溫度范圍為 -40℃ 至 +85℃，能適應不同的環境條件。

10. 環保封裝

采用綠色 TQFN - 3×3 - 16L 封裝，符合環保要求。

三、應用領域

SGM3138 適用于多種需要白光 LED 背光的應用場景，如手機、MP3、數碼相機和 LCD 顯示屏等。在這些設備中，它能夠為 LED 提供穩定的電流，實現均勻的照明效果。

四、引腳配置與描述

1. 引腳配置

2. 引腳功能說明

這些引腳各司其職，共同實現了 SGM3138 的各項功能。例如，LED 引腳用于連接 LED，EN/SET 引腳用于控制 LED 的開關和調光，VIN 引腳提供電源輸入等。

五、電氣特性

1. 電源電壓和電流

輸入電壓范圍為 2.7V 至 5.5V，不同模式下的靜態電源電流和關斷電源電流都有明確的參數。例如，在 1× 模式下，當 VIN = 4.2V 且 ILEDx = 1.25mA 時，靜態電源電流 IQ 為 210μA；在 1.5× 模式下，當 IOUT = 0mA 時，IQ 為 2mA；關斷電源電流 ISHDN 在 EN/SET = GND 時為 0.1 至 1μA。

2. 電荷泵階段

過壓限制、啟動時間、軟啟動持續時間、開關頻率和效率等參數都有詳細規定。例如，當 LEDx 未連接且 VIN = 4.2V 時，過壓限制 VOUT 為 5.8V；當 COUT = 1μF 且 ILEDx ≥ 0.9 × ILEDx - set 時，啟動時間為 235μs；軟啟動持續時間為 190μs；開關頻率為 0.6 至 1.4MHz；在 VIN = 3.45V 且 VLEDx = 3V 時，效率 η 為 85%。

3. 電流源

每個電流源的推薦最大電流、任意兩個輸出之間的電流匹配、線路調節和 LEDX 到地的電壓等參數也很重要。例如，在 3.2V ≤ VIN ≤ 5.5V 時，每個電流源的推薦最大電流 ILEDx 為 18 至 22.5mA；當 VLEDx = 3.2V 且 ILEDx = 20mA 時，任意兩個輸出之間的電流匹配為 -5% 至 5%。

4. EN/SET 邏輯

關斷的低時間、調光的低時間和高時間以及邏輯高電壓和低電壓閾值等參數，對于控制 LED 的開關和調光至關重要。例如，關斷的低時間 tSHDN 為 3ms，調光的低時間 tLO 為 0.5 至 500μs，高時間 tHI 為 0.5μs，邏輯高電壓 VIH 為 1.2V，邏輯低電壓 VIL 為 0.6V。

六、典型性能特性

1. 調光操作

在 1x 模式和 1.5 模式下，輸入和輸出電壓紋波等性能表現良好，能夠實現穩定的調光效果。

2. 啟動時序

啟動時間和軟啟動過程都有相應的特性曲線，確保在啟動過程中不會出現過大的電流沖擊。

3. LED 電流調節與輸入電壓關系

隨著輸入電壓的變化，LED 電流能夠保持相對穩定的調節，保證了 LED 亮度的一致性。

4. 效率與輸入電壓關系

在不同的輸入電壓下，驅動器的效率有所不同，用戶可以根據實際需求選擇合適的輸入電壓，以提高能源利用效率。

七、典型應用電路

文檔中給出了典型應用電路，通過合理配置電容和連接 LED 等元件，能夠實現 SGM3138 的正常工作。在實際設計中，工程師可以根據具體需求對電路進行適當調整。

八、封裝信息

1. 封裝外形尺寸

TQFN - 3×3 - 16L 封裝有詳細的外形尺寸和推薦焊盤尺寸，為 PCB 設計提供了準確的參考。

2. 編帶和卷盤信息

包括卷盤尺寸、編帶尺寸和關鍵參數列表，方便生產和組裝過程中的操作。

3. 紙箱尺寸

提供了紙箱的關鍵參數列表，確保產品在運輸過程中的安全。

九、總結

SGM3138 作為一款高性能的六通道電荷泵白光 LED 驅動器，具有寬輸入電壓范圍、多 LED 支持、高效電荷泵、精準電流匹配、多種保護功能等優點，適用于多種白光 LED 背光應用。在實際設計中，電子工程師可以根據其電氣特性和典型應用電路，合理選擇和使用該驅動器，以實現理想的照明效果。同時，要注意遵守絕對最大額定值和 ESD 敏感性注意事項，確保產品的可靠性和穩定性。你在使用 SGM3138 過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。