AP3019/AP3029/AP3030 控制逻辑电平设计

2011-04-07

AP3019、AP3029和AP3030是三款白色LED背光驱动芯片，它们均为基于电感的升压型白光驱动IC，内置升压电路必需的肖特基二极管，其封装和管脚顺序兼容市场上存在的大多数产品。

AP3019/29/30的CTRL管脚可实现开关控制和PWM调光，同时，CTRL管脚可用作模拟调光，利用该特性可以方便的实现高频PWM调光。

由于设计了模拟调光功能，AP3019/29/30 CTRL管脚的逻辑低电平与很多IC不同，为50mV，逻辑高电平为1.8V；在50mV和1.8V之间，AP3019/29/30正常工作，且反馈电压会随CTRL电平升高而升高。基于这一特点，下面讨论AP3019/29/30 CTRL管脚和逻辑I/O口互连的兼容性设计。
　　
逻辑I/O口的拓扑结构

图1 数字I/O口常用的四种拓扑结构

数字电路的I/O口通常有四种拓扑结构（见图1），分别为推挽输出结构，推挽加上拉电阻输出结构，推挽加下拉电阻输出结构和漏极(或集电极)开路输出结构。

应用时，漏极 (集电极)开路的I/O口必须外加上拉电阻。默认状态下，I/O口的内部开关管均处于关断状态。

上拉和下拉电阻一般为50～300kΩ，其主要作用为设定I/O口的默认状态。上拉电阻对应的I/O口默认状态为高，反之，下拉电阻对应的I/O口默认状态为低。

图2 AP3019/29/30 CTRL管脚输入特性

CTRL管脚与各种I/O口的互连设计
1 AP3019/29/30 CTRL管脚的输入特性
如图2所示，AP3019/29/30 CTRL管脚的输入特性等同于一个对地的电阻，RIN≥50kΩ。悬空时，CTRL为低电平，AP3019/29/30不工作。

2 互连设计
推挽和推挽加下拉电阻输出的I/O口与AP3019/29/30 CTRL管脚可直接连接，见图3。

图3 AP3019/29/30 CTRL与推挽和推挽加下拉电阻输出的I/O口的连接

默认状态下，I/O口内部开关管关断，输出低电平，AP3019/29/30不工作。当I/O口输出高电平时，I/O口内部上管打开，CTRL电压等于VCC1，AP3019/29/30正常工作。当I/O口输出低电平时，I/O口内部下管打开，CTRL电压等于0，AP3019/29/30停止工作。
推挽加上拉电阻输出的I/O口与AP3019/29/30 CTRL管脚的连接方法如图4所示。

图4 AP3019/29/30 CTRL与推挽加上拉电阻输出的I/O口的连接

该电路中，外接电阻的设计参考公式(1)。

(1)
默认状态下，I/O口内部开关管关断，通过R2分压，CTRL的电压低于30mV，为低电平且有足够的裕量，AP3019/29/30不工作。当I/O口输出高电平时，内部上管打开，CTRL电压大于1.8V，AP3019/29/30正常工作。当I/O口输出低电平时，内部下管打开，CTRL电压等于0，AP3019/29/30停止工作。
漏极（或集电极）开路输出的I/O口与AP3019/29/30 CTRL管脚连接方法如图5所示。

图5 AP3019/29/30 CTRL与漏极（或集电极）开路输出的I/O口的互联

该电路中，R3的取值一般小于RIN的十分之一。如果默认状态下I/O口内部开关管关断，I/O为高电平，AP3019/29/30正常工作。如果内部开关管打开，CTRL电压等于0，AP3019/29/30不工作。
鉴于该电路默认状态下控制逻辑为高电平，因此不建议采用此类I/O口控制AP3019/29/30。
　　
3 CTRL低电平与TTL和CMOS低电平的兼容性设计
某些应用可能难以产生低于50mV的低电平，而只能给出TTL或CMOS逻辑低电平（<0.4V），此时可采用图6所示的方法来实现与AP3019/29/30 CTRL逻辑低电平的兼容。