CXLE88188A 39V高效6通道LED驱动器 | I²C控制 | 宽输入2.7-24V | 双封装选项 - 嘉泰姆电子

CXLE88188A 39V高效6通道LED驱动器 | I²C控制 | 宽输入2.7-24V | 双封装选项 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXLE88188A
产品类型:显示屏驱动
产品系列:LED 驱动器背光源 LED 驱动器
产品状态:量产
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产品简介

CXLE88188A 是一款39V高效升压6通道LED驱动器,集成I²C控制,支持2.7V-24V宽输入,6路电流源(最大35mA,精度±2%匹配),可编程调光模式(PWM/混合/DC)、开关频率300k-1.6MHz、展频、斜率控制,集成MTP、LED开路/短路保护、OVP/OCP/OTP,提供WL-CSP-20B和WQFN-24L封装。嘉泰姆电子提供平板/笔记本背光驱动方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)2.7 - 24V
输出电压 (VOUT)40V
输出电流 (IOUT)1A
工作频率6MHz
转换效率95%
封装类型WQFN4x4-24;WL-CSP1.71x2.371-20(BSC)
TopologyLED 驱动器背光源 LED 驱动器
Led count6
Dimming methodI2C;PWM
Dimming ratio1000:1
ProtectionOVP/OCP/OTP
FeaturesAdjustable Current Limit;Adjustable Frequency;Adjustable Soft-Start;Current Mode Control;Cycle-by-Cycle Current Limit;Enable Input;I2C;Internal Compensation;OCP;OVP;SCP
Pwm frequency600kHz
Application typeLED 驱动器背光源
Led voltage24
SW Freq (typ) (kHz)600
Vcs (typ) (mV)400

产品详细介绍

CXLE88188A 39V高效6通道LED驱动器
I²C控制 | 宽输入2.7V-24V | 6路电流源 | 双封装(WL-CSP-20B / WQFN-24L)

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年7月 | 型号:CXLE88188A | 封装:WL-CSP-20B(1.71x2.371mm)或 WQFN-24L(4x4mm)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXLE88188A 是一款高效率、宽输入电压范围的升压型6通道LED驱动器,专为平板电脑、笔记本电脑等大尺寸LCD背光应用设计。芯片集成 电流模升压转换器(内置39V/2.5A功率开关,250mΩ导通电阻)和 6路独立电流源,每路电流可通过I²C在 10.04mA至35mA 范围内编程(步进约0.12mA),通道间电流匹配精度高达 ±2%,确保背光亮度均匀性。输入电压范围 2.7V至24V,支持单节/双节锂电池或稳压电源供电,输出电压最高 39V,可驱动6串并联LED灯条(每串最多可串联更多LED)。芯片提供 PWM、混合(Mixed)、DC 等多种调光模式,支持 直接PWM调光(高达20kHz,最小导通时间400ns)、PWM转模拟调光(9位分辨率)以及 I²C数字调光(12位线性或11位指数),并集成 展频(Spread Spectrum)LX边沿速率控制 以优化EMI性能。CXLE88188A 内置 MTP存储器 用于配置保存,提供 LED开路/短路检测可编程OVP(10V~40V,默认39V)、可编程OCP(1.5A/2.5A)、OTP 等完善保护,提供 WL-CSP-20B(1.71x2.371mm)WQFN-24L(4x4mm) 两种封装选项,是大尺寸背光驱动的终极单芯片方案。

核心优势: 6通道LED驱动(最大35mA/路,匹配±2%) | 宽输入2.7V-24V | 升压输出高达39V | I²C可编程(调光模式/频率/电流) | 5种调光模式(PWM/混合/DC等) | 12位线性/11位指数调光 | 展频+边沿速率控制(EMI优化) | 可编程OVP(10V-40V,默认39V)和OCP(1.5A/2.5A) | LED开路/短路保护 | MTP存储器 | WL-CSP-20B或WQFN-24L封装。

1. 产品概述与市场定位

在平板电脑、笔记本电脑、显示器等大尺寸LCD背光应用中,需要驱动多串并联的LED灯条(通常为6串或更多),每串包含多颗串联LED,总电压可达30V以上。传统方案需要多颗驱动器或复杂的升压+恒流组合,成本高、PCB面积大。CXLE88188A 作为一款 6通道升压LED驱动器,其核心优势在于 高度集成——单芯片集成升压转换器和6路独立电流源,支持最高39V输出电压,可直接驱动6串LED(每串可串联更多LED),每串电流独立可编程,极大简化了系统设计。

芯片的 宽输入电压范围(2.7V~24V) 使其兼容多种电源方案,无论是单节锂电(3V~4.2V)、双节锂电(6V~8.4V)还是稳压电源(12V/24V),均可直接供电。 I²C接口 提供全面的可编程能力:调光模式、开关频率(300kHz~1.6MHz)、LED电流(10.04mA~35mA)、OVP阈值(10V~40V,默认39V)、OCP阈值(1.5A/2.5A)等均可通过寄存器配置。 展频和边沿速率控制 有效降低EMI,满足消费电子和工业应用的严格要求。CXLE88188A 提供 WL-CSP-20B(1.71x2.371mm)WQFN-24L(4x4mm) 两种封装,为不同PCB空间需求提供灵活选择,是高性能大尺寸背光驱动的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

6通道电流源最大35mA,匹配±2%
宽输入电压2.7V-24V
升压输出高达39V,内置2.5A开关
I²C可编程调光/频率/电流/保护
5种调光模式PWM/混合/DC等
12位线性/11位指数平滑调光
EMI优化展频+边沿速率控制
双封装选项WL-CSP-20B / WQFN-24L
  • 6路独立电流源:每路电流可独立使能,电流范围10.04mA~35mA(步进0.12mA),通道间匹配±2%,确保背光均匀性。
  • 宽输入电压范围:2.7V至24V,兼容单节/双节锂电、5V/12V/24V适配器,应用灵活。
  • 高效升压转换器:电流模PWM架构,内置39V/2.5A/250mΩ N-MOSFET,开关频率300kHz~1.6MHz可编程,支持PFM轻载高效模式。
  • 多种调光模式:PWM模式(直接PWM,高达20kHz)、PWM-26k模式(非直接PWM)、混合模式(PWM+DC组合)、DC模式(纯I²C调光),灵活适配不同系统。
  • 高分辨率调光:12位线性调光(4096步)或11位指数调光(2048步),配合渐变斜率控制(0~1024ms)和淡入淡出(0.5μs~64μs),实现平滑无闪烁亮度变化。
  • EMI优化技术:可编程展频(Spread Spectrum)和LX边沿速率控制(25%~200%),有效降低开关噪声和EMI辐射。
  • 完善保护:可编程OVP(10V~40V,默认39V)、可编程OCP(1.5A/2.5A)、LED开路检测(FB<100mV)、LED短路保护(FB>5.6V)、OTP(150°C,30°C迟滞)。
  • MTP存储器:集成多次可编程存储器,可保存用户配置,上电自动加载,减少每次初始化的开销。
  • 双封装选项:WL-CSP-20B(1.71x2.371mm,0.4mm pitch)适合极紧凑设计;WQFN-24L(4x4mm)提供更好的散热和焊接可靠性,满足不同PCB布局需求。

3. 典型应用电路

CXLE88188A 的典型应用电路与CXLE88188相同:输入电容(CIN,2x2.2μF),功率电感(L1,根据频率和负载选择),输出电容(COUT,4.7μF或更大),6路LED分别接至FB1~FB6引脚(每串LED阳极接VOUT,阴极接对应FB引脚)。VIN接电源(2.7V~24V),VCP外接电容(1μF)提供内部LDO稳压。I²C接口(SCL/SDA)用于配置和调光,PWM引脚用于外部PWM调光输入,EN引脚用于使能控制。对于WQFN-24L封装,注意引脚分配略有不同(参见数据手册),但功能一致。

典型应用电路
图1. 典型应用电路(6通道LED背光驱动)

图2. CXLE88188A 内部功能方框图
内部集成:升压PWM控制器(内置39V/2.5A MOSFET)、6路电流源(FB1~FB6)、I²C接口、MTP存储器、调光控制逻辑(PWM/混合/DC)、展频与边沿速率控制、LED开路/短路检测、OVP/OCP/OTP保护、内部LDO(VCP)、振荡器(300k-1.6MHz)等。

4. 极限参数与电气特性(设计参考)

极限参数 (Absolute Maximum Ratings)
符号 参数 最小值 最大值 单位
VIN 输入电压 -0.3 26.4 V
LX, VOUT, FB1~FB6 高压引脚 -0.3 42 V
EN, PWM, SCL, SDA, VCP 低压引脚 -0.3 6 V
PD(WL-CSP-20B) 功耗(TA=25°C) 3.02 W
PD(WQFN-24L) 功耗(TA=25°C) 3.57 W
θJA(WL-CSP-20B) 热阻 33.1 °C/W
θJA(WQFN-24L) 热阻 28 °C/W
TJ 结温范围 -40 150 °C
TSTG 存储温度 -65 150 °C
ESD (HBM) 人体模型 2 kV
推荐工作条件
参数 最小值 最大值 单位
VIN 输入电压 2.7 24 V
环境温度 -40 85 °C
结温 -40 125 °C
关键电气特性 (VIN=3.8V, TA=25°C, 典型值)
参数 条件 典型值 单位
输入电压范围 2.7 – 24 V
UVLO 阈值(上升) VIN 上升 2.3 V
UVLO 迟滞 200 mV
关断电流 EN=0V 10 μA
静态电流(非开关) PWM占空比=0% 2.4 mA
开关频率 可编程 300k – 1.6M Hz
LX导通电阻 250
LX峰值电流限制 可编程 1.5 / 2.5 A
LED电流范围 每通道 10.04 – 35 mA
LED电流精度(100%占空比) ±3 %
LED电流匹配(100%占空比) 通道间 ±2 %
LED驱动压降(头room) 可编程 400/450/500/600 mV
OVP阈值 可编程,默认 39(默认) V
LED OVP阈值(每通道) 可编程 2.1/2.52/2.8/3.5 V
OTP触发温度 150 °C
OTP迟滞 30 °C
I²C 从机地址 7位 0x3C(0111_100)
VCP内部LDO电压 无负载 3.4 V
PWM最小导通时间 @20kHz 400 ns

5. 工作原理与设计指导

5.1 升压转换器

CXLE88188A 的升压转换器采用 电流模PWM控制,内置39V/2.5A/250mΩ N-MOSFET。开关频率可通过I²C在 300kHz~1.6MHz 范围内编程(寄存器0x01[3:0])。芯片支持 PFM功能(寄存器0x09[0]使能),在轻载时可降低开关频率以提高效率。输出电压自动调节至满足6路LED所需的最小电压(通过最小FB电压检测,头room可编程为400mV/450mV/500mV/600mV),实现最高效率。

5.2 LED电流设定与调光模式

每路LED电流通过寄存器0x02[7:0]设定,范围10.04mA~35mA(步进0.12mA),默认20mA。芯片提供 五种调光模式(寄存器0x00[2:0]):

  • PWM模式:直接PWM调光,LED电流源与PWM信号同步开关,频率最高20kHz,最小导通时间400ns。
  • PWM-26k模式:非直接PWM,内部将PWM信号转换为26kHz固定频率的调光。
  • 混合模式:当PWM占空比≥25%时,采用DC模拟调光(调幅);占空比<25%时,切换为PWM调光(固定为满幅的25%),兼顾低亮度的线性度和无闪烁。
  • 混合-26k模式:混合模式的26kHz版本。
  • DC模式:纯I²C数字调光,通过寄存器0x04/0x05(12位)设定亮度,支持线性或指数映射。

此外,芯片支持 高级亮度控制(寄存器0x07[1:0]),可选择仅外部PWM、仅I²C寄存器或PWM与I²C相乘,实现更灵活的调光组合。

5.3 平滑调光与渐变控制

为提升用户体验,芯片内置 渐变斜率控制(寄存器0x06[5:3]),可在亮度变化时实现平滑过渡,时间可选0ms~1024ms。同时支持 淡入/淡出时间(寄存器0x06[2:0]),步进时间0.5μs~64μs,适用于快速响应场景。配合 滤波平滑(寄存器0x06[7:6]),可进一步优化亮度变化的顺滑度。

5.4 保护机制

  • OVP(过压保护):通过寄存器0x0A[4:0]设定阈值(10V~40V,步进1V),默认39V(0x1Dh),当VOUT超过设定值时关闭开关,VOUT下降后自动恢复。
  • OCP(过流保护):寄存器0x01[4]选择1.5A或2.5A峰值限流,逐周期保护。
  • LED开路检测:当某通道FB电压<100mV时,判定为开路,该通道被最小电压选择逻辑忽略,其他通道继续正常工作。
  • LED短路保护:当某通道FB电压>5.6V(典型值)时,所有通道关断,需通过EN或VIN UVLO复位。
  • LED OVP(每通道):寄存器0x0A[6:5]可设定FB电压钳位阈值(2.1V/2.52V/2.8V/3.5V),防止单颗LED开路导致FB电压过高。
  • OTP(过温保护):结温超过150°C时关断开关,温度降至120°C(30°C迟滞)后自动恢复。

6. 基于 CXLE88188A 的笔记本电脑背光设计实例

设计目标:一台15.6英寸笔记本电脑,背光采用6串LED灯条(每串10颗串联,总电压约33V),每串电流需求20mA,输入来自适配器(19V)或电池(7.4V~12.6V)。

  • 系统配置:选用 CXLE88188A(WQFN-24L封装),VIN接系统电源(7.4V~19V),VOUT接LED阳极。电感L1=10μH(饱和电流>3A),输入电容2x2.2μF(耐压≥25V),输出电容4.7μF(耐压≥50V)。VCP外接1μF电容。
  • 参数设置:通过I²C配置——每路电流20mA(寄存器0x02=0x82),开关频率600kHz(寄存器0x01=0x07),OVP设为39V(寄存器0x0A=0x1D,默认),LED头room设为400mV(寄存器0x03[6:5]=00),调光模式选择DC模式(寄存器0x00[2:0]=100),亮度通过寄存器0x04/0x05(12位)控制。
  • 调光控制:系统通过I²C动态写入亮度代码(0~4095)实现无级调光,并启用渐变斜率(512ms)实现平滑亮度变化。
  • 保护配置:使能LED短路保护(寄存器0x0A[7]=1),LED OVP设为2.8V(寄存器0x0A[6:5]=10)。
  • PCB布局:功率电感靠近LX和VIN,输入/输出电容就近放置,FB走线尽量短,避开LX噪声。WQFN封装底部散热焊盘需良好接地散热。
设计支持: 嘉泰姆电子提供 CXLE88188A 评估板、参考设计(原理图、BOM、PCB 布局)及 FAE 技术支持,助力客户快速完成大尺寸背光驱动方案设计。

7. PCB 布局建议

  • 功率回路最小化:电感L1、输入电容CIN、输出电容COUT、LX节点和外部肖特基二极管(如使用)构成的功率回路走线应宽短,减小寄生电感和电阻。
  • 输入电容紧靠VIN:建议使用两个2.2μF陶瓷电容并联,尽量靠近VIN和PGND引脚,提供良好的输入去耦。
  • 输出电容靠近VOUT:COUT应靠近VOUT和PGND放置,以降低输出电压纹波。注意电容耐压需大于最大输出电压。
  • LX节点面积最小化:LX为高频高压开关节点(最高39V),走线应尽量短而窄,减少EMI辐射。
  • FB检测走线:FB1~FB6为电流检测输入,走线应尽量短,并远离LX和VOUT等噪声源,以保证电流精度。
  • I²C和PWM走线:SCL/SDA和PWM信号走线应远离开关节点,上拉电阻靠近IC放置。
  • 散热设计:对于WL-CSP-20B封装,θJA=33.1°C/W,最大功耗3.02W;对于WQFN-24L封装,θJA=28°C/W,最大功耗3.57W。无论哪种封装,Exposed Pad(或焊球下方)需良好焊接至PCB地平面,并通过过孔散热,确保结温不超过125°C。

8. 引脚封装图与订购信息

图3. CXLE88188A 引脚封装图(WL-CSP-20B,1.71x2.371mm)
20-ball WL-CSP封装,引脚间距0.4mm,球径0.24-0.30mm。封装尺寸:1.71mm(宽)x2.371mm(长)x0.50-0.60mm(高)。

图4. CXLE88188A 引脚封装图(WQFN-24L,4x4mm)
24引脚WQFN封装,引脚间距0.5mm,底部散热焊盘。封装尺寸:4.00mmx4.00mmx0.75mm(最大)。

CXLE88188A 提供 WL-CSP-20B(1.71x2.371mm)WQFN-24L(4x4mm) 两种封装,均无铅、RoHS 合规。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持,包括评估板、参考设计和 FAE 现场支持。

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