LCD TV, 모니터, 자동차 디스플레이 백라이팅 비용을 크게 줄여주는 Maxim의 새로운 HB LED 드라이버
SUNNYVALE, CA—2009년 9월 3일—Maxim Integrated Products (NASDAQ: MXIM) (맥심인터그레이티드프로덕트)는 스트링 당 최대 150mA를 공급할 수 있는 고집적 4스트링 고휘도 (HB) LED 드라이버 MAX16814를 출시했다. 이 소자는 LCD TV, 모니터 및 자동차 디스플레이를 위한 고성능 백라이트 드라이버를 구현하는 데 필요한 모든 기능을 통합하고 있다. 이러한 통합을 통해 MAX16814는 조명 설계를 크게 간소화하는 동시에 탁월한 성능을 제공하는 경제적 솔루션을 설계자에게 제공한다.
MAX16814에는 여러 개의 LED 스트링을 구동하는 데 필요한 전압을 발생시키는 스위칭 DC-DC 컨트롤러가 내장되어 있다. 또한 전력 MOSFET이 내장된 4개의 선형 전류 싱크가 포함되어 있어 스트링 당 최대 150mA의 프로그래밍 가능 전류를 제공한다. 적응형 출력 전압 제어 구조는 효율을 최적화하고 LED 전류 싱크 경로에서 전력 소모를 최소화한다. 소자는 이러한 구조로 여러 외부 부품이 필요 없어 공간이 제한된 애플리케이션에서 공간을 절약하고 설계를 간소화한다.
MAX16814는 LCD TV, 데스크톱 모니터, 자동차 디스플레이 및 계기판, 산업용 디스플레이 백라이팅에 이상적이다. 또한 기타 고체 조명 (SSL) 애플리케이션뿐 아니라 자동차 전조등 및 로우 빔/하이 빔 어셈블리에도 적합하다.
LCD 디스플레이 백라이팅을 위한 새로운 요구사항 및 과제
HB LED는 LCD TV, 데스크톱 모니터, 자동차 디스플레이에 사용되는 백라이팅 기술로 빠르게 CCFL을 대체하고 있다. 이러한 전환의 주요 요인은 CCFL에 비해 HB LED의 낮은 에너지 소비, 작은 폼 팩터 및 높은 신뢰성을 들 수 있다. 이 밖에도 HB LED에는 수은과 같은 유해한 화학물질이 들어있지 않다.
이러한 애플리케이션은 대부분 여러 개의 LED 스트링을 사용하며 가격을 가능한 낮게 유지할 필요가 있다. 멀티스트링 드라이버는 비용을 낮추는 동시에 통합을 증가시키므로 이러한 요구사항에 뛰어난 솔루션을 제공한다. 그러나 이러한 드라이버를 사용하려면 효율, 전력 소모, 디밍 조절, 오류 보호 및 EMI와 관련된 많은 설계 과제를 해결해야 한다.
설계를 간소화하면서 효율 최적화 및 전력 소모 최소화
멀티스트링 드라이버는 스위칭 컨버터 부와 여러 개의 선형 전류 싱크로 구성된다. 효율을 최적화하기 위해 스위칭 부분의 출력 전압은 각 LED 스트링에 의해 요구되는 전원 전압으로 설정해야 한다. 출력 전압 최적화는 회로 온도를 적절한 레벨로 유지하기 위해 전력 소모를 최소화해야 하는 자동차와 같은 고온 애플리케이션에 필수적이다.
기존 드라이버는 출력 전압을 설정하기 위해 복잡한 외부 회로를 필요로 하지만 MAX16814는 이러한 기능을 내부적으로 수행한다. 소자의 적응형 출력 전압 제어 구조가 HB LED에 필요한 전압을 자동으로 검출하므로, 가능한 가장 낮은 전력 소모를 보장한다. 이러한 구조는 통합을 증가시키고 솔루션 비용을 크게 줄여준다.
모든 주변광 조건에 대해 PWM 디밍 범위 확장
변화하는 주변광 조건에 노출되는 애플리케이션은 넓은 디밍 범위를 필요로 한다. 이러한 애플리케이션은 하루 중 어느 시간에나 최적의 가시성을 보장하기 위해 강렬한 햇빛으로부터 완전히 어두운 상태까지 다양하게 변하는 빛의 조건을 받아들일 수 있어야 한다. 이러한 능력은 자동차나 산업, 의료 시스템과 같이 생명에 직결되는 애플리케이션에서 더욱 중요하다.
대부분의 멀티스트링 드라이버에서 PWM 디밍 듀티 사이클은 스위칭 부분의 출력 전압을 정확하게 설정해야 하기 때문에 일정한 최소 값 이하로 내려갈 수 없다. 따라서 이러한 드라이버는 일반적으로 100:1 배의 최대 디밍 범위로 제한된다.
MAX16814는 특허 출원중인 고유의 기술을 사용하여 200Hz 디밍 주파수로 5000:1의 매우 넓은 디밍 범위를 제공하므로 모든 조명 환경에서 디스플레이 성능을 최적화할 수 있다.
생명에 직결되는 애플리케이션에서 신뢰성 보장
생명에 직결되는 애플리케이션은 매우 높은 신뢰성과 오류 허용오차를 요구한다. LED에 오류가 발생하면 LED는 빠르게 단락되거나 개방 회로가 될 수 있다. 두 경우 모두 HB LED 드라이버 회로는 자체 회로 및 주위의 전기 시스템을 보호하고 전기 시스템에 오류 조건을 보고하며 사용자를 위해 오류의 영향을 최소화해야 한다.
MAX16814는 개방 및 단락 오류 보호 기능을 갖는다. LED가 단락되거나 개방 회로가 되는 경우 드라이버는 오류를 검출하고 영향을 받은 스트링의 전원을 자동으로 차단하면서 다른 모든 스트링의 동작을 유지한다. 이러한 보호 구조는 오류의 영향을 최소화하고 시스템의 추가적 손상을 방지한다. 두 경우 모두 출력 핀은 시스템의 나머지 부분에 오류 조건을 통지한다.
이 밖에도 MAX16814는 과열 조건으로부터 회로에 대한 손상을 방지하는 열 보호 기능을 제공한다. 소자의 높은 입력 전압 기능과 넓은 동작 온도 범위와 결합하여 이들 오류 보호 기능은 열악한 전기적 및 열 조건에서 신뢰할 수 있는 동작을 실질적으로 보장한다.
EMI 최소화
전자기 호환성은 많은 애플리케이션에 공통적인 과제이다. 예를 들어 자동차 애플리케이션에서 일반적인 EMI 과제는 전자 회로와 AM 라디오의 간섭을 방지하는 것이다.
MAX16814는 사용자가 200kHz ~ 2MHz 범위에서 스위칭 주파수를 프로그래밍할 수 있어 AM 라디오 대역 이상에서 동작이 가능하다. 이 밖에도 동일한 모듈에 여러 개의 MAX16814를 사용할 경우 소자의 발진기 동기 기능은 EMI 잡음을 최소화한다. 따라서 소자는 애플리케이션에 필요한 EMI 필터 부품의 수, 크기 및 비용을 줄여준다.
업계 최고 집적 솔루션
간단히 말하면 MAX16814는 업계 최고 집적 고성능, 고신뢰성 멀티스트링 HB LED 드라이버 솔루션을 제공한다. 소자는 모든 전류 싱크 MOSFET을 통합하고 있을 뿐 아니라 설계에 필요한 외부 부품 수를 크게 줄여준다. MAX16814를 사용할 경우 자동 출력 전압 최적화, 개방 및 단락 LED 보호, 넓은 범위의 PWM 디밍과 같은 향상된 기능을 구현하기 위해 외부 회로를 사용할 필요가 없다.
또한 소자는 보다 작은 솔루션 풋프린트, 낮은 BOM 비용, 향상된 시스템 성능으로 설계자에게 많은 장점을 제공한다. 이 밖에도 더 적은 수의 외부 부품을 사용하므로 가능한 오류 모드의 수를 감소시켜 시스템 신뢰성을 향상시킨다.
그 밖의 HB LED 드라이버 장점
보다 높은 유연성을 위해 스위칭 레귤레이터는 부스트 또는 SEPIC 컨버터로 구성할 수 있다. 따라서 구동 LED에 흐르는 전압은 제공되는 입력 전압보다 높거나 낮을 수 있다. 그 밖의 기능으로는 사이클별 전류 제한, 출력 과전압 보호 및 과열 보호 기능이 있다.
MAX16814는 -40°C ~ +125°C의 자동차 온도 범위 및 4.75V ~ 40V의 넓은 입력 전압 범위에서 동작하며 40V 부하 덤프를 견딜 수 있다. 소자는 방열 효과가 증대된 4mm x 4mm, 32핀 TQFN 및 20핀 TSSOP 패키지로 제공된다. 보다 자세한 내용은 korea.maxim-ic.com/Backlight-Driver에서 확인할 수 있다.
Maxim Integrated Products는 고성능 반도체 제품을 설계, 생산하는 상장 회사이다. 창립 이래 25년이 넘도록 고객의 제품에 부가 가치를 창출하는 혁신적인 아날로그 및 혼합 신호 엔지니어링 솔루션을 공급하는 것을 기업의 사명으로 추구하고 있다. 현재 Maxim은 산업, 통신, 가전 및 컴퓨팅 시장을 대상으로 6100개 이상의 제품을 개발하고 있다.
Maxim은 2009회계연도에 16억 달러 이상의 매출을 기록했으며, 포춘 (Fortune) 1000대 기업으로서 나스닥 (Nasdaq) 100, 러셀 (Russell) 1000, MSCI USA에 포함된다. 보다 자세한 내용은 korea.maxim-ic.com에서 확인할 수 있다.
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