驱动具有恒流端口扩展器输出的LED
本应用笔记讨论了利用max6956和max6957 i²c和spi恒流静态led驱动器驱动led的技术。这些技术可应用于具有恒流（内部限流）漏极开路灌电流输出的其他i/o扩展器。
基础知识
max6956和max6957的标准led连接如图1所示。负载通常为单个 led，但也可以是串联的双 led（如图所示），具体取决于 led 的选择和电源电压。最小电源电压 v+（min） 驱动led所需的公式可以使用以下公式计算：
v+（min） = （vport + vled） volts
其中vport是吸收所需负载电流（max0和max6
为24.6956v，6957ma时）v时输出端口两端的压降发光二极管是所需负载电流下 led 两端的压降（红色 led 通常在 1.8v 至 2.4v 范围内，蓝色、白色和高效绿色 led 通常在 3v 至 4.2v 范围内）。
图1.标准 led 连接。
图1显示了返回驱动器电源电压的led输出负载。这通常是最方便的负载供应。但是，如果需要，可以将负载连接到较低的电压。使用较低电压的led电源的一个很好的理由是通过更好地匹配led正向电压和电源来提高效率并降低驱动器耗散。图2所示示例展示了一个rgb三元组驱动，使用驱动器5v电源作为高正向电压蓝色和绿色led的电源，以及3.3v电源作为低正向电压红色led的电源。
图2.将 led 连接到多个电源。
负载不得连接至高于max6956或max6957芯片电源v+的电压，因为这些输出端口没有过压保护。当驱动器和负载使用不同的电源时，请注意上电时序，以避免输出被拉高到高于芯片电源。如果2.3v电源在3v电源之前上电，则图5电路中会出现这种情况。
并联驱动 led
可以并联驱动多个 led，以共享来自单个输出的电流（图 3）。“镇流器”电阻r1和r2在led的正向电压不匹配时有助于led之间的电流平衡。在许多情况下，相同类型和制造商的现代led匹配得足够好，可以省略电阻，强度不匹配可以忽略不计。
图3.从一个输出驱动多个 led。
想要更大的 led 电流？使用更多端口
max6956和max6957的输出端口可吸收高达24ma的电流。如果需要更大的负载电流，可以以线或方式并联多个端口以驱动单个负载（图 4）。由于每个输出都是恒流吸收，因此并联输出不需要同时打开，因为每个输出在启用时只会吸收其编程的恒定电流。并联输出还提高了 led 强度控制的分辨率。max6956和max6957提供电流控制，每路输出16级。导线或两个输出使电流分辨率加倍至32步（超过电流范围的两倍），三个输出导线ored提供48步（超过电流范围的三倍），依此类推。请注意，无论并联的输出数量如何，每步的电流量都保持不变。
图4.并联输出以增加驱动电流。
甚至更高的 led 驱动电压？添加晶体管
如前所述，输出负载不能连接到高于max6956或max6957电源的电压。如果max6956或max6957工作在低电压不足以驱动led，例如2.5v，则会引起问题。此外，5.5v 最大电源电压限制串联 led 连接到 2 个红色 led（图 1），并且仅连接一个蓝色或白色 led。
图5所示电路使用单个晶体管电平转换器，允许使用更高的电压来驱动led，同时保持led驱动器输出的恒流行为。q1 用作共基极（级联）电流开关。端口输出 vport 被限制在 （v+ - vbe），因为q1的基极与驱动器电源电压v+相连。端口的恒流iport将流过q1的集电极和led负载，减去q1占用的小基极电流。通过为q1选择合理的高增益（ß》1）晶体管，可以将q100基极电流引起的电流误差保持在1%以下。
图5.从更高的电压驱动 led。
晶体管q1的集电极可以达到的最低电压是（v+ - vbe + vce）伏特，或大约（v+ - 0.5v）。因此，led 的最大驱动电压为 （vext - v+ + 0.5v） 伏特。max6956或max6957在该输出端的功耗（vport x iport）=（（v+ - vbe）x iport）瓦特，与led电源电压vext无关。调整管q1将吸收led两端未下降的多余led电源电压，因此将耗散（（vext - vleds - v+ + vbe）x iport）瓦特。
如需更大的驱动电流和更高的电压，请结合图4和图5所示的电路。如图2所示，需要并联多个端口（图4中显示5个并联）连接到单个调整管的发射极。只需要一个外部调整管，额定电流相当于所有并联端口的总电流。
图5所示电路的一个限制是q1的集电极不能低于（v+ - vbe + vce（sat）），仅略低于v+。如果v+为高电平，例如5v，则max6956或max6957不仅会因为输出端的高压降而耗散高功率，而且led的电压裕量也会减小。一个简单的解决方案是使用串联齐纳二极管将q1的基极偏置到较低的电压。只需一个齐纳二极管即可为多个调整管提供服务，如图6中的示例电路所示。利用该电路，max6956或max6957在电源电压为4.5v至5.5v时压降约1.5v至2.5v。
图6.使用齐纳二极管以最小化驱动器裕量。
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基础知识
max6956和max6957的标准led连接如图1所示。负载通常为单个 led，但也可以是串联的双 led（如图所示），具体取决于 led 的选择和电源电压。最小电源电压 v+（min） 驱动led所需的公式可以使用以下公式计算：
v+（min） = （vport + vled） volts
其中vport是吸收所需负载电流（max0和max6
为24.6956v，6957ma时）v时输出端口两端的压降发光二极管是所需负载电流下 led 两端的压降（红色 led 通常在 1.8v 至 2.4v 范围内，蓝色、白色和高效绿色 led 通常在 3v 至 4.2v 范围内）。
图1.标准 led 连接。
图1显示了返回驱动器电源电压的led输出负载。这通常是最方便的负载供应。但是，如果需要，可以将负载连接到较低的电压。使用较低电压的led电源的一个很好的理由是通过更好地匹配led正向电压和电源来提高效率并降低驱动器耗散。图2所示示例展示了一个rgb三元组驱动，使用驱动器5v电源作为高正向电压蓝色和绿色led的电源，以及3.3v电源作为低正向电压红色led的电源。
图2.将 led 连接到多个电源。
负载不得连接至高于max6956或max6957芯片电源v+的电压，因为这些输出端口没有过压保护。当驱动器和负载使用不同的电源时，请注意上电时序，以避免输出被拉高到高于芯片电源。如果2.3v电源在3v电源之前上电，则图5电路中会出现这种情况。
并联驱动 led
可以并联驱动多个 led，以共享来自单个输出的电流（图 3）。“镇流器”电阻r1和r2在led的正向电压不匹配时有助于led之间的电流平衡。在许多情况下，相同类型和制造商的现代led匹配得足够好，可以省略电阻，强度不匹配可以忽略不计。
图3.从一个输出驱动多个 led。
想要更大的 led 电流？使用更多端口
max6956和max6957的输出端口可吸收高达24ma的电流。如果需要更大的负载电流，可以以线或方式并联多个端口以驱动单个负载（图 4）。由于每个输出都是恒流吸收，因此并联输出不需要同时打开，因为每个输出在启用时只会吸收其编程的恒定电流。并联输出还提高了 led 强度控制的分辨率。max6956和max6957提供电流控制，每路输出16级。导线或两个输出使电流分辨率加倍至32步（超过电流范围的两倍），三个输出导线ored提供48步（超过电流范围的三倍），依此类推。请注意，无论并联的输出数量如何，每步的电流量都保持不变。
图4.并联输出以增加驱动电流。
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图5所示电路使用单个晶体管电平转换器，允许使用更高的电压来驱动led，同时保持led驱动器输出的恒流行为。q1 用作共基极（级联）电流开关。端口输出 vport 被限制在 （v+ - vbe），因为q1的基极与驱动器电源电压v+相连。端口的恒流iport将流过q1的集电极和led负载，减去q1占用的小基极电流。通过为q1选择合理的高增益（ß》1）晶体管，可以将q100基极电流引起的电流误差保持在1%以下。
图5.从更高的电压驱动 led。
晶体管q1的集电极可以达到的最低电压是（v+ - vbe + vce）伏特，或大约（v+ - 0.5v）。因此，led 的最大驱动电压为 （vext - v+ + 0.5v） 伏特。max6956或max6957在该输出端的功耗（vport x iport）=（（v+ - vbe）x iport）瓦特，与led电源电压vext无关。调整管q1将吸收led两端未下降的多余led电源电压，因此将耗散（（vext - vleds - v+ + vbe）x iport）瓦特。
如需更大的驱动电流和更高的电压，请结合图4和图5所示的电路。如图2所示，需要并联多个端口（图4中显示5个并联）连接到单个调整管的发射极。只需要一个外部调整管，额定电流相当于所有并联端口的总电流。
图5所示电路的一个限制是q1的集电极不能低于（v+ - vbe + vce（sat）），仅略低于v+。如果v+为高电平，例如5v，则max6956或max6957不仅会因为输出端的高压降而耗散高功率，而且led的电压裕量也会减小。一个简单的解决方案是使用串联齐纳二极管将q1的基极偏置到较低的电压。只需一个齐纳二极管即可为多个调整管提供服务，如图6中的示例电路所示。利用该电路，max6956或max6957在电源电压为4.5v至5.5v时压降约1.5v至2.5v。
图6.使用齐纳二极管以最小化驱动器裕量。
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