AP3019/AP3029/AP3030 控制逻辑电平设计
ap3019/ap3029/ap3030 控制逻辑电平设计
ap3019、ap3029和ap3030是三款白色led背光驱动芯片，它们均为基于电感的升压型白光驱动ic，内置升压电路必需的肖特基二极管，其封装和管脚顺序兼容市场上存在的大多数产品。
ap3019/29/30的ctrl管脚可实现开关控制和pwm调光，同时，ctrl管脚可用作模拟调光，利用该特性可以方便的实现高频pwm调光。
由于设计了模拟调光功能，ap3019/29/30 ctrl管脚的逻辑低电平与很多ic不同，为50mv，逻辑高电平为1.8v；在50mv和1.8v之间，ap3019/29/30正常工作，且反馈电压会随ctrl电平升高而升高。基于这一特点，下面讨论ap3019/29/30 ctrl管脚和逻辑i/o口互连的兼容性设计。
逻辑i/o口的拓扑结构
图1 数字i/o口常用的四种拓扑结构
数字电路的i/o口通常有四种拓扑结构（见图1），分别为推挽输出结构，推挽加上拉电阻输出结构，推挽加下拉电阻输出结构和漏极(或集电极)开路输出结构。
应用时，漏极 (集电极)开路的i/o口必须外加上拉电阻。默认状态下，i/o口的内部开关管均处于关断状态。
上拉和下拉电阻一般为50～300kω，其主要作用为设定i/o口的默认状态。上拉电阻对应的i/o口默认状态为高，反之，下拉电阻对应的i/o口默认状态为低。
图2 ap3019/29/30 ctrl管脚输入特性
ctrl管脚与各种i/o口的互连设计
1 ap3019/29/30 ctrl管脚的输入特性
如图2所示，ap3019/29/30 ctrl管脚的输入特性等同于一个对地的电阻，rin≥50kω。悬空时，ctrl为低电平，ap3019/29/30不工作。
2 互连设计
推挽和推挽加下拉电阻输出的i/o口与ap3019/29/30 ctrl管脚可直接连接，见图3。
图3 ap3019/29/30 ctrl与推挽和推挽加下拉电阻输出的i/o口的连接
默认状态下，i/o口内部开关管关断，输出低电平，ap3019/29/30不工作。当i/o口输出高电平时，i/o口内部上管打开，ctrl电压等于vcc1，ap3019/29/30正常工作。当i/o口输出低电平时，i/o口内部下管打开，ctrl电压等于0，ap3019/29/30停止工作。
推挽加上拉电阻输出的i/o口与ap3019/29/30 ctrl管脚的连接方法如图4所示。
图4 ap3019/29/30 ctrl与推挽加上拉电阻输出的i/o口的连接
该电路中，外接电阻的设计参考公式(1)。
(1)
默认状态下，i/o口内部开关管关断，通过r2分压，ctrl的电压低于30mv，为低电平且有足够的裕量，ap3019/29/30不工作。当i/o口输出高电平时，内部上管打开，ctrl电压大于1.8v，ap3019/29/30正常工作。当i/o口输出低电平时，内部下管打开，ctrl电压等于0，ap3019/29/30停止工作。
漏极（或集电极）开路输出的i/o口与ap3019/29/30 ctrl管脚连接方法如图5所示。
图5 ap3019/29/30 ctrl与漏极（或集电极）开路输出的i/o口的互联
该电路中，r3的取值一般小于rin的十分之一。如果默认状态下i/o口内部开关管关断，i/o为高电平，ap3019/29/30正常工作。如果内部开关管打开，ctrl电压等于0，ap3019/29/30不工作。
鉴于该电路默认状态下控制逻辑为高电平，因此不建议采用此类i/o口控制ap3019/29/30。
3 ctrl低电平与ttl和cmos低电平的兼容性设计
某些应用可能难以产生低于50mv的低电平，而只能给出ttl或cmos逻辑低电平（<0.4v），此时可采用图6所示的方法来实现与ap3019/29/30 ctrl逻辑低电平的兼容。
图6 ap3019/29/30 ctrl与ttl/cmos逻辑低电平的兼容性设计
当a点产生逻辑低电平时，a点电压小于0.4v，二极管1n4148截止，ap3019/29/30不工作；当a点产生逻辑高电平时，a点电压应大于2.5v，二极管1n4148导通，ctrl的电位约为1.8v，ap3019/29/30正常工作。
总结
ap3019/29/30为内置肖特基的白光驱动ic，其ctrl管脚为开关控制和模拟调光复用，可较容易地实现高频pwm调光。
由于ctrl管脚功能复用，其逻辑低电平为50mv，最好采用推挽输出结构的i/o口或推挽加下拉电阻输出结构的i/o口来直接控制ctrl，以控制ap3019/29/30的工作状态。如果采用推挽加上拉电阻输出结构的i/o口来控制，必须根据公式（1）正确设计外接电阻。
如果必须兼容ttl和cmos的逻辑低电平（<0.4v），可通过在ctrl管脚前串接一个低成本的二极管1n4148来实现。
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ap3019/29/30的ctrl管脚可实现开关控制和pwm调光，同时，ctrl管脚可用作模拟调光，利用该特性可以方便的实现高频pwm调光。
由于设计了模拟调光功能，ap3019/29/30 ctrl管脚的逻辑低电平与很多ic不同，为50mv，逻辑高电平为1.8v；在50mv和1.8v之间，ap3019/29/30正常工作，且反馈电压会随ctrl电平升高而升高。基于这一特点，下面讨论ap3019/29/30 ctrl管脚和逻辑i/o口互连的兼容性设计。
逻辑i/o口的拓扑结构
图1 数字i/o口常用的四种拓扑结构
数字电路的i/o口通常有四种拓扑结构（见图1），分别为推挽输出结构，推挽加上拉电阻输出结构，推挽加下拉电阻输出结构和漏极(或集电极)开路输出结构。
应用时，漏极 (集电极)开路的i/o口必须外加上拉电阻。默认状态下，i/o口的内部开关管均处于关断状态。
上拉和下拉电阻一般为50～300kω，其主要作用为设定i/o口的默认状态。上拉电阻对应的i/o口默认状态为高，反之，下拉电阻对应的i/o口默认状态为低。
图2 ap3019/29/30 ctrl管脚输入特性
ctrl管脚与各种i/o口的互连设计
1 ap3019/29/30 ctrl管脚的输入特性
如图2所示，ap3019/29/30 ctrl管脚的输入特性等同于一个对地的电阻，rin≥50kω。悬空时，ctrl为低电平，ap3019/29/30不工作。
2 互连设计
推挽和推挽加下拉电阻输出的i/o口与ap3019/29/30 ctrl管脚可直接连接，见图3。
图3 ap3019/29/30 ctrl与推挽和推挽加下拉电阻输出的i/o口的连接
默认状态下，i/o口内部开关管关断，输出低电平，ap3019/29/30不工作。当i/o口输出高电平时，i/o口内部上管打开，ctrl电压等于vcc1，ap3019/29/30正常工作。当i/o口输出低电平时，i/o口内部下管打开，ctrl电压等于0，ap3019/29/30停止工作。
推挽加上拉电阻输出的i/o口与ap3019/29/30 ctrl管脚的连接方法如图4所示。
图4 ap3019/29/30 ctrl与推挽加上拉电阻输出的i/o口的连接
该电路中，外接电阻的设计参考公式(1)。
(1)
默认状态下，i/o口内部开关管关断，通过r2分压，ctrl的电压低于30mv，为低电平且有足够的裕量，ap3019/29/30不工作。当i/o口输出高电平时，内部上管打开，ctrl电压大于1.8v，ap3019/29/30正常工作。当i/o口输出低电平时，内部下管打开，ctrl电压等于0，ap3019/29/30停止工作。
漏极（或集电极）开路输出的i/o口与ap3019/29/30 ctrl管脚连接方法如图5所示。
图5 ap3019/29/30 ctrl与漏极（或集电极）开路输出的i/o口的互联
该电路中，r3的取值一般小于rin的十分之一。如果默认状态下i/o口内部开关管关断，i/o为高电平，ap3019/29/30正常工作。如果内部开关管打开，ctrl电压等于0，ap3019/29/30不工作。
鉴于该电路默认状态下控制逻辑为高电平，因此不建议采用此类i/o口控制ap3019/29/30。
3 ctrl低电平与ttl和cmos低电平的兼容性设计
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图6 ap3019/29/30 ctrl与ttl/cmos逻辑低电平的兼容性设计
当a点产生逻辑低电平时，a点电压小于0.4v，二极管1n4148截止，ap3019/29/30不工作；当a点产生逻辑高电平时，a点电压应大于2.5v，二极管1n4148导通，ctrl的电位约为1.8v，ap3019/29/30正常工作。
总结
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如果必须兼容ttl和cmos的逻辑低电平（<0.4v），可通过在ctrl管脚前串接一个低成本的二极管1n4148来实现。
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