システムの柔軟性を高め、動的に設定可能な、4ストリングHB LEDドライバ
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車載LCDディスプレイのバックライト駆動に最適なプログラマブルHB LEDドライバ
[高解像度の画像]
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編集者の方へ：
- MAX16826は白色、RGB、およびRGB+アンバーLED構成に向けた、プログラマブル、4ストリング高輝度(HB) LEDドライバです。
- 高集積デバイスのMAX16826は、全体のシステム構築に必要なコストを抑え、柔軟性を最大限に高めます。
- これらの特長が可能になったのは、I²Cインタフェースを使って各チャネルでLED電流の振幅を個別に設定可能としたことによるもので、さらにI²Cインタフェースによって、スイッチングレギュレータの出力電圧の動的設定も可能としたことによって効率を最大化することができます。
- MAX16826は、車載用LCDや、LCDモニタおよびテレビなど他のディスプレイのバックライト駆動に最適です。
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カリフォルニア州サニーベール—2008年10月22日—マキシム･インテグレーテッド･プロダクツ(NASDAQ：MXIM)は、白色、RGB、およびRGB+アンバーLED構成に向けた、プログラマブル、4ストリング高輝度(HB) LEDドライバのMAX16826を発表しました。このデバイスは、車載アプリケーションにおけるグリーン照明技術への移行を促進する目的で設計されており、システムの柔軟性を最大限に高め、バックライト用ドライバのソリューションコストを最低限に削減します。
MAX16826は、スイッチングレギュレータコントローラ、4チャネルのリニア電流ソースドライバ、ADC、およびI²Cインタフェースを内蔵しています。I²Cインタフェースによって、出力電圧が動的に設定可能であるため、電源効率を最大化することができ、さらに、メーカー側で各ストリングのLED電流を設定可能であるため、ランク分けされたLEDのばらつきにも対応し、トータルコストを削減します。
構成自由度と性能の高さの組み合わせはこれまでにも例がなく、MAX16826は、車載インフォテイメントディスプレイ、車載ディスプレイクラスタ、産業用およびデスクトップモニタ、LCD TV用のバックライトに最適です。また、この製品は、適応型フロントライトやロー/ハイビームアセンブリに適しているだけでなく、その他のソリッドステート照明(SSL)アプリケーションにも適しています。
自動車OEMメーカーはグリーン照明技術に移行中
消費者によるグリーンイニシアチブに牽引される形で、OEMメーカーは車載用バックライトアプリケーションではCCFLからHB LEDへと移行を進めています。HB LEDは消費電力が少なく、CCFLに使用される水銀などの有害物質の含有の問題もありません。さらに、HB LEDは色再現性に優れ、寿命が長い点においても、消費者の利益になります。
しかし、HB LEDには固有の問題点もあり、特に車載アプリケーションの過酷な動作環境では対応すべき問題となります。
課題1：HB LEDの性能対価格比の改善
HB LEDソリューションをCCFLに対してコスト競争力のあるものにするには、まず何よりも性能対価格比を改善させる必要があります。このような目的のために、部品コストとトータルコストを削減しようと、集積デバイスに対して相当な需要があります。特に車載アプリケーションについては、大衆車から高級車、多くの異なるプラットフォームや車種にまたがって、開発コストを抑えることのできる、柔軟性の高い、かつ応用範囲の広いソリューションが求められます。
同じHB LEDドライバ回路で複数の設計の要求を満足するには困難があります。通常、設計者はLEDのランク(すなわち輝度)のばらつきに対応するため、効率を最大化するため、または各プロジェクトに合わせて消費電力を削減するために、設計に使われる部品の変更を余儀なくされています。この作業は時間がかかり、コストもかかります。
課題2：障害保護の内蔵と変換効率の最大化
車載アプリケーションでは信頼性基準が高く、一般的にHB LEDドライバ回路は障害保護が求められます。1つのLEDに障害が起これば、すぐに回路の開放や短絡へとつながります。両方の場合について、HB LEDドライバ回路はIC自身と車載電装システムの保護ができなければならず、理想的には電装システムに障害状態を通知できることが望ましいと言えます。
また、車載LEDアプリケーションは、高度な温度管理能力も要求されます。LEDの温度が過度に上昇すると、その寿命が短くなり、障害の原因となることがあります。したがって、LED温度が予め設定されたスレッショルドを超えた場合に、LEDドライバがその温度を制限する機能を持つことが重要となります。
最後に、今日の車載環境の電子部品すべてについて、設計者はHB LEDドライバ回路の効率を最大限に高め、バッテリからのエネルギ消費を最低限に抑えなければなりません。
高度なプログラミング能力でソリューションコストを最低限に抑え、変換効率を改善
MAX16826は特に車載アプリケーションに向けて設計されており、OEMメーカーに非常にコスト効率の高い、拡張性のあるソリューションを提供します。このデバイスは高度なプログラミング機能を持っているため、複数の設計プロジェクトに対して最低限の部品の変更で使用することができます。また、システム側のメーカーにとっては、LEDのランク分けされたばらつきに対応でき、全体の製造コストを下げることができます。
MAX16826はスイッチングレギュレータの出力電圧と各チャネルのLED電流の振幅を動的に設定することができる画期的なアーキテクチャを採用しています。内部のADCは各HB LEDストリングのドレイン電圧を測定し、測定値はI²Cインタフェースを使って外部のマイクロコントローラに提供可能となるため、出力電圧の最適化とLED障害監視のいずれも解決します。
動的な設定ができるということは、LED電流または電圧を単にI²Cインタフェースで調整することによって、同じドライバ回路を複数の設計プロジェクトに使うことができるということになります。この機能によって、部品変更が必要なくなり、生産を大幅に簡素化することができます。さらに、リニアドライバでの電圧降下が小さくなり、出力電圧が最適化されることによって、変換効率が最大限に高められます。その結果、消費電力が減少し、ディスプレイの熱の発生を抑えることができます。
既存の設計では、LED電流レギュレーションに内蔵MOSFETが使われますが、MAX16826では、スイッチングコンバータおよびLED電流レギュレータの両方の駆動に対して、外付けのMOSFETが使われます。このユニークなアプローチによって、このデバイスは各ストリングで駆動可能なHB LEDの数が多くなり、各ストリングに流すLED電流も大きくすることができるため、MAX16826を複数のプロジェクトに利用することができます。また、この製品では、熱を多くの部品で、かつ広い基板の範囲で分散させて放熱するため、熱管理にも優れています。
障害監視の内蔵による外付け部品点数の削減
MAX16826は、LEDのオープンやショートの障害に対して検出および応答を行うこともできます。障害が検出されると、ICは内部回路をトリガし、即座に障害のある素子をディセーブルにします。この集積化された障害監視機能によって、HB LEDドライバそのものや車載電装システムをダメージから保護します。さらに、車載電装システムは、デバイスのI²Cインタフェースを使って、障害状態を読み取り、随時応答します。
MAX16826の高度な機能は車載アプリケーションの高い信頼性基準を満足し、外付け部品点数を削減しながら、ソリューションコストも削減します。
HB LEDのその他のドライバの特長
柔軟性を高めるために、スイッチングレギュレータはブーストまたはSEPICコンバータのいずれにも構成することができます。これによって、駆動されるLEDにかかる電圧は、供給される入力電圧よりも、高くも低くも設定することができます。また、MAX16826のスイッチング周波数はプログラマブル(100kHz～1MHz)となっており、車載ディスプレイなど、ノイズに敏感なアプリケーションでの電磁波障害(EMI)を低減することができます。また、各電流シンクは直接PWM入力が特長で、各チャネルにつき個別のLED調光制御が可能となります。したがって、RGBアプリケーションにおいて、最適な色制御をするために、LEDの輝度を色ごとに個別に調整することができます。
その他の特長としては、サイクルごとの電流制限、出力過電圧保護、および温度過昇保護などがあります。
過酷な動作環境用に設計されたMAX16826は、-40℃～+125℃の自動車用温度範囲での動作が保証されています。このデバイスは最大40Vまでロードダンプトランジェントに対する耐圧があり、コールドクランク状態でも動作することができます。
MAX16826は放熱特性を高めた5mm x 5mmの32ピンTQFNパッケージで提供されます。参考価格は$2.05 (1,000個以上、FOB USA)となっています。詳細についてはjapan.maxim-ic.com/MAX16826-LED-Driverをご覧ください。
マキシム･インテグレーテッド･プロダクツは、年間に20億ドルを超える高性能半導体製品を設計、製造、販売する株式公開企業です。マキシムは、顧客の製品に付加価値となる、革新的なアナログおよびミックスドシグナルのエンジニアリングソリューションの提供を使命として設立されて以来25年以上になります。今日まで、マキシムが開発した製品の数は5800以上に達し、産業機器、通信、民生、およびコンピューティングの各マーケットに製品を提供しています。詳細はjapan.maxim-ic.comをご覧ください。
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