本應(yīng)用筆記討論了利用MAX6956和MAX6957 I2C和SPI恒流靜態(tài)LED驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)LED的技術(shù)。這些技術(shù)可應(yīng)用于具有恒流（內(nèi)部限流）漏極開路灌電流輸出的其他I/O擴(kuò)展器。

基礎(chǔ)知識(shí)

MAX6956和MAX6957的標(biāo)準(zhǔn)LED連接如圖1所示。負(fù)載通常為單個(gè) LED，但也可以是串聯(lián)的雙 LED（如圖所示），具體取決于 LED 的選擇和電源電壓。最小電源電壓 V+（MIN） 驅(qū)動(dòng)LED所需的公式可以使用以下公式計(jì)算：

V+（MIN） = （VPORT + VLED） volts

其中VPORT是吸收所需負(fù)載電流（MAX0和MAX6

為24.6956V，6957mA時(shí)）V時(shí)輸出端口兩端的壓降發(fā)光二極管是所需負(fù)載電流下 LED 兩端的壓降（紅色 LED 通常在 1.8V 至 2.4V 范圍內(nèi)，藍(lán)色、白色和高效綠色 LED 通常在 3V 至 4.2V 范圍內(nèi)）。

圖1.標(biāo)準(zhǔn) LED 連接。

圖1顯示了返回驅(qū)動(dòng)器電源電壓的LED輸出負(fù)載。這通常是最方便的負(fù)載供應(yīng)。但是，如果需要，可以將負(fù)載連接到較低的電壓。使用較低電壓的LED電源的一個(gè)很好的理由是通過更好地匹配LED正向電壓和電源來提高效率并降低驅(qū)動(dòng)器耗散。圖2所示示例展示了一個(gè)RGB三元組驅(qū)動(dòng)，使用驅(qū)動(dòng)器5V電源作為高正向電壓藍(lán)色和綠色LED的電源，以及3.3V電源作為低正向電壓紅色LED的電源。

圖2.將 LED 連接到多個(gè)電源。

負(fù)載不得連接至高于MAX6956或MAX6957芯片電源V+的電壓，因?yàn)檫@些輸出端口沒有過壓保護(hù)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器和負(fù)載使用不同的電源時(shí)，請(qǐng)注意上電時(shí)序，以避免輸出被拉高到高于芯片電源。如果2.3V電源在3V電源之前上電，則圖5電路中會(huì)出現(xiàn)這種情況。

并聯(lián)驅(qū)動(dòng) LED

可以并聯(lián)驅(qū)動(dòng)多個(gè) LED，以共享來自單個(gè)輸出的電流（圖 3）?！版?zhèn)流器”電阻R1和R2在LED的正向電壓不匹配時(shí)有助于LED之間的電流平衡。在許多情況下，相同類型和制造商的現(xiàn)代LED匹配得足夠好，可以省略電阻，強(qiáng)度不匹配可以忽略不計(jì)。

圖3.從一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)多個(gè) LED。

想要更大的 LED 電流？使用更多端口

MAX6956和MAX6957的輸出端口可吸收高達(dá)24mA的電流。如果需要更大的負(fù)載電流，可以以線或方式并聯(lián)多個(gè)端口以驅(qū)動(dòng)單個(gè)負(fù)載（圖 4）。由于每個(gè)輸出都是恒流吸收，因此并聯(lián)輸出不需要同時(shí)打開，因?yàn)槊總€(gè)輸出在啟用時(shí)只會(huì)吸收其編程的恒定電流。并聯(lián)輸出還提高了 LED 強(qiáng)度控制的分辨率。MAX6956和MAX6957提供電流控制，每路輸出16級(jí)。導(dǎo)線或兩個(gè)輸出使電流分辨率加倍至32步（超過電流范圍的兩倍），三個(gè)輸出導(dǎo)線ORed提供48步（超過電流范圍的三倍），依此類推。請(qǐng)注意，無論并聯(lián)的輸出數(shù)量如何，每步的電流量都保持不變。

圖4.并聯(lián)輸出以增加驅(qū)動(dòng)電流。

甚至更高的 LED 驅(qū)動(dòng)電壓？添加晶體管

如前所述，輸出負(fù)載不能連接到高于MAX6956或MAX6957電源的電壓。如果MAX6956或MAX6957工作在低電壓不足以驅(qū)動(dòng)LED，例如2.5V，則會(huì)引起問題。此外，5.5V 最大電源電壓限制串聯(lián) LED 連接到 2 個(gè)紅色 LED（圖 1），并且僅連接一個(gè)藍(lán)色或白色 LED。

圖5所示電路使用單個(gè)晶體管電平轉(zhuǎn)換器，允許使用更高的電壓來驅(qū)動(dòng)LED，同時(shí)保持LED驅(qū)動(dòng)器輸出的恒流行為。Q1 用作共基極（級(jí)聯(lián)）電流開關(guān)。端口輸出 VPORT 被限制在 （V+ - VBE），因?yàn)镼1的基極與驅(qū)動(dòng)器電源電壓V+相連。端口的恒流Iport將流過Q1的集電極和LED負(fù)載，減去Q1占用的小基極電流。通過為Q1選擇合理的高增益（?》1）晶體管，可以將Q100基極電流引起的電流誤差保持在1%以下。

圖5.從更高的電壓驅(qū)動(dòng) LED。

晶體管Q1的集電極可以達(dá)到的最低電壓是（V+ - VBE + VCE）伏特，或大約（V+ - 0.5V）。因此，LED 的最大驅(qū)動(dòng)電壓為 （VEXT - V+ + 0.5V） 伏特。MAX6956或MAX6957在該輸出端的功耗（Vport x Iport）=（（V+ - VBE）x Iport）瓦特，與LED電源電壓Vext無關(guān)。調(diào)整管Q1將吸收LED兩端未下降的多余LED電源電壓，因此將耗散（（VEXT - VLEDS - V+ + VBE）x IPORT）瓦特。

如需更大的驅(qū)動(dòng)電流和更高的電壓，請(qǐng)結(jié)合圖4和圖5所示的電路。如圖2所示，需要并聯(lián)多個(gè)端口（圖4中顯示5個(gè)并聯(lián)）連接到單個(gè)調(diào)整管的發(fā)射極。只需要一個(gè)外部調(diào)整管，額定電流相當(dāng)于所有并聯(lián)端口的總電流。

圖5所示電路的一個(gè)限制是Q1的集電極不能低于（V+ - VBE + VCE（sat）），僅略低于V+。如果V+為高電平，例如5V，則MAX6956或MAX6957不僅會(huì)因?yàn)檩敵龆说?a target="_blank">高壓降而耗散高功率，而且LED的電壓裕量也會(huì)減小。一個(gè)簡(jiǎn)單的解決方案是使用串聯(lián)齊納二極管將Q1的基極偏置到較低的電壓。只需一個(gè)齊納二極管即可為多個(gè)調(diào)整管提供服務(wù)，如圖6中的示例電路所示。利用該電路，MAX6956或MAX6957在電源電壓為4.5V至5.5V時(shí)壓降約1.5V至2.5V。

圖6.使用齊納二極管以最小化驅(qū)動(dòng)器裕量。