AP3019/AP3029/AP3030 控制邏輯電平設(shè)計(jì)

AP3019、AP3029和AP3030是三款白色LED背光驅(qū)動(dòng)芯片，它們均為基于電感的升壓型白光驅(qū)動(dòng)IC，內(nèi)置升壓電路必需的肖特基二極管，其封裝和管腳順序兼容市場(chǎng)上存在的大多數(shù)產(chǎn)品。

AP3019/29/30的CTRL管腳可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)控制和PWM調(diào)光，同時(shí)，CTRL管腳可用作模擬調(diào)光，利用該特性可以方便的實(shí)現(xiàn)高頻PWM調(diào)光。

由于設(shè)計(jì)了模擬調(diào)光功能，AP3019/29/30 CTRL管腳的邏輯低電平與很多IC不同，為50mV，邏輯高電平為1.8V；在50mV和1.8V之間，AP3019/29/30正常工作，且反饋電壓會(huì)隨CTRL電平升高而升高?；谶@一特點(diǎn)，下面討論AP3019/29/30 CTRL管腳和邏輯I/O口互連的兼容性設(shè)計(jì)。
　　
邏輯I/O口的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖1 數(shù)字I/O口常用的四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

數(shù)字電路的I/O口通常有四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1），分別為推挽輸出結(jié)構(gòu)，推挽加上拉電阻輸出結(jié)構(gòu)，推挽加下拉電阻輸出結(jié)構(gòu)和漏極(或集電極)開(kāi)路輸出結(jié)構(gòu)。

應(yīng)用時(shí)，漏極 (集電極)開(kāi)路的I/O口必須外加上拉電阻。默認(rèn)狀態(tài)下，I/O口的內(nèi)部開(kāi)關(guān)管均處于關(guān)斷狀態(tài)。

上拉和下拉電阻一般為50～300kΩ，其主要作用為設(shè)定I/O口的默認(rèn)狀態(tài)。上拉電阻對(duì)應(yīng)的I/O口默認(rèn)狀態(tài)為高，反之，下拉電阻對(duì)應(yīng)的I/O口默認(rèn)狀態(tài)為低。

圖2 AP3019/29/30 CTRL管腳輸入特性

CTRL管腳與各種I/O口的互連設(shè)計(jì)
1 AP3019/29/30 CTRL管腳的輸入特性
如圖2所示，AP3019/29/30 CTRL管腳的輸入特性等同于一個(gè)對(duì)地的電阻，RIN≥50kΩ。懸空時(shí)，CTRL為低電平，AP3019/29/30不工作。

2 互連設(shè)計(jì)
推挽和推挽加下拉電阻輸出的I/O口與AP3019/29/30 CTRL管腳可直接連接，見(jiàn)圖3。

圖3 AP3019/29/30 CTRL與推挽和推挽加下拉電阻輸出的I/O口的連接

默認(rèn)狀態(tài)下，I/O口內(nèi)部開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，輸出低電平，AP3019/29/30不工作。當(dāng)I/O口輸出高電平時(shí)，I/O口內(nèi)部上管打開(kāi)，CTRL電壓等于VCC1，AP3019/29/30正常工作。當(dāng)I/O口輸出低電平時(shí)，I/O口內(nèi)部下管打開(kāi)，CTRL電壓等于0，AP3019/29/30停止工作。
推挽加上拉電阻輸出的I/O口與AP3019/29/30 CTRL管腳的連接方法如圖4所示。

圖4 AP3019/29/30 CTRL與推挽加上拉電阻輸出的I/O口的連接

該電路中，外接電阻的設(shè)計(jì)參考公式(1)。

(1)
默認(rèn)狀態(tài)下，I/O口內(nèi)部開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，通過(guò)R2分壓，CTRL的電壓低于30mV，為低電平且有足夠的裕量，AP3019/29/30不工作。當(dāng)I/O口輸出高電平時(shí)，內(nèi)部上管打開(kāi)，CTRL電壓大于1.8V，AP3019/29/30正常工作。當(dāng)I/O口輸出低電平時(shí)，內(nèi)部下管打開(kāi)，CTRL電壓等于0，AP3019/29/30停止工作。
漏極（或集電極）開(kāi)路輸出的I/O口與AP3019/29/30 CTRL管腳連接方法如圖5所示。

圖5 AP3019/29/30 CTRL與漏極（或集電極）開(kāi)路輸出的I/O口的互聯(lián)

該電路中，R3的取值一般小于RIN的十分之一。如果默認(rèn)狀態(tài)下I/O口內(nèi)部開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，I/O為高電平，AP3019/29/30正常工作。如果內(nèi)部開(kāi)關(guān)管打開(kāi)，CTRL電壓等于0，AP3019/29/30不工作。
鑒于該電路默認(rèn)狀態(tài)下控制邏輯為高電平，因此不建議采用此類I/O口控制AP3019/29/30。
　　
3 CTRL低電平與TTL和CMOS低電平的兼容性設(shè)計(jì)
某些應(yīng)用可能難以產(chǎn)生低于50mV的低電平，而只能給出TTL或CMOS邏輯低電平（0.4V），此時(shí)可采用圖6所示的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)與AP3019/29/30 CTRL邏輯低電平的兼容。

圖6 AP3019/29/30 CTRL與TTL/CMOS邏輯低電平的兼容性設(shè)計(jì)

當(dāng)A點(diǎn)產(chǎn)生邏輯低電平時(shí)，A點(diǎn)電壓小于0.4V，二極管1N4148截止，AP3019/29/30不工作；當(dāng)A點(diǎn)產(chǎn)生邏輯高電平時(shí)，A點(diǎn)電壓應(yīng)大于2.5V，二極管1N4148導(dǎo)通，CTRL的電位約為1.8V，AP3019/29/30正常工作。

總結(jié)
AP3019/29/30為內(nèi)置肖特基的白光驅(qū)動(dòng)IC，其CTRL管腳為開(kāi)關(guān)控制和模擬調(diào)光復(fù)用，可較容易地實(shí)現(xiàn)高頻PWM調(diào)光。

由于CTRL管腳功能復(fù)用，其邏輯低電平為50mV，最好采用推挽輸出結(jié)構(gòu)的I/O口或推挽加下拉電阻輸出結(jié)構(gòu)的I/O口來(lái)直接控制CTRL，以控制AP3019/29/30的工作狀態(tài)。如果采用推挽加上拉電阻輸出結(jié)構(gòu)的I/O口來(lái)控制，必須根據(jù)公式（1）正確設(shè)計(jì)外接電阻。

如果必須兼容TTL和CMOS的邏輯低電平（0.4V），可通過(guò)在CTRL管腳前串接一個(gè)低成本的二極管1N4148來(lái)實(shí)現(xiàn)。