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ADD5203ACPZ-RL

器件型号:ADD5203ACPZ-RL
器件类别:半导体    模拟混合信号IC   
厂商名称:ADI [Analog Devices Inc]
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器件描述

LED DISPLAY DRIVER, QCC28

发光二极管显示驱动, QCC28

参数
ADD5203ACPZ-RL功能数量 1
ADD5203ACPZ-RL端子数量 28
ADD5203ACPZ-RL最大工作温度 85 Cel
ADD5203ACPZ-RL最小工作温度 -25 Cel
ADD5203ACPZ-RL最大供电电压1 21 V
ADD5203ACPZ-RL最小供电电压1 6 V
ADD5203ACPZ-RL额定供电电压1 12 V
ADD5203ACPZ-RL加工封装描述 4 X 4 MM, 0.75 MM HEIGHT, ROHS COMPLIANT, MO-220WGGE, LFCSP-28
ADD5203ACPZ-RL状态 ACTIVE
ADD5203ACPZ-RL包装形状 SQUARE
ADD5203ACPZ-RL包装尺寸 CHIP CARRIER
ADD5203ACPZ-RL表面贴装 Yes
ADD5203ACPZ-RL端子形式 NO LEAD
ADD5203ACPZ-RL端子间距 0.4000 mm
ADD5203ACPZ-RL端子位置 QUAD
ADD5203ACPZ-RL包装材料 UNSPECIFIED
ADD5203ACPZ-RL温度等级 OTHER
ADD5203ACPZ-RL最大-最小频率 0.1000 MHz
ADD5203ACPZ-RL数据输入模式 SERIAL
ADD5203ACPZ-RL接口类型 LED DISPLAY DRIVER
ADD5203ACPZ-RL分段数量 8

ADD5203ACPZ-RL器件文档内容

8-String, White LED Driver with SMBus and
PWM Input for LCD Backlight Applications

                              ADD5203

FEATURES                                                                                                   FUNCTIONAL BLOCK DIAGRAM               08717-001

White LED driver based on inductive boost converter                                                                  STEP-UP SWITCHING REGULATOR
  Integrated 50 V MOSFET with 2.9 A peak current limit
  Input voltage range: 6 V to 21 V                                                                                        EIGHT CURRENT SOURCES
  Maximum output adjustable up to 45 V
  350 kHz to 1 MHz adjustable operating frequency                                                                            PWM DUTY EXTRACTOR
  Overvoltage protection (OVP) up to typical 47.5 V                                                                8-BIT BRIGHTNESS CONTROL LOGIC
  Built-in soft start for boost converter
                                                                                                                  FIXED DELAY/NO DELAY DIRECT PWM/
Drives up to eight LED current strings                                                                                DC CURRENT DIMMING CONTROL
  LED current adjustable up to 30 mA for each channel
  Headroom control to maximize efficiency                                                                         WITH PWM AND/OR SMBus INTERFACE
  Adjustable dimming frequency: 200 Hz to 10 kHz
  LED open and short fault protection                                                                                     UNDERVOLTAGE LOCKOUT
                                                                                                                             INTERNAL SOFT START
Selectable dimming control interface methods                                                                                 THERMAL PROTECTION
  PWM input
  SMBus serial input                                                                                                     OVERVOLTAGE PROTECTION
                                                                                                                  AUTODISABLE FOR LED OPEN/SHORT
Selectable dimming modes
  Fixed delay PWM dimming control with 8-bit resolution                                                                           Figure 1.
  No delay PWM dimming control with 8-bit resolution
  Direct PWM dimming control
  DC current dimming control with 8-bit resolution

General
  Thermal shutdown
  Undervoltage lockout
  28-lead, 4 mm 4 mm 0.75 mm LFCSP_WQ

APPLICATIONS

Notebook PCs, UMPCs, and monitor displays

GENERAL DESCRIPTION                                                                                        provides adjustable output dimming frequency range from
                                                                                                           200 Hz to 10 kHz by an external resistor and capacitor. The
The ADD5203 is a white LED driver for backlight applications                                               ADD5203 operates over an input voltage range of 6 V to 21 V,
based on high efficiency, current-mode, step-up converter tech-                                            but the device can function with a voltage as low as 5.6 V.
nology. It is designed with a 0.15 , 2.9 A internal switch and a
pin-adjustable operating frequency between 350 kHz and 1 MHz.                                              The ADD5203 also has multiple safety protection features to
                                                                                                           prevent damage during fault conditions. If any LED is open or
The ADD5203 contains eight regulated current sources for                                                   short, the device automatically disables the faulty current source.
uniform brightness intensity. Each current source can be driven                                            The internal soft start prevents inrush current during startup.
up to 30 mA, and the LED driving current is pin adjustable by                                              Thermal shutdown protection prevents thermal damage.
an external resistor. The ADD5203 drives up to eight parallel
strings of multiple series connected LEDs with a 1.5% current                                             The ADD5203 is available in a low profile, thermally enhanced,
matching between strings.                                                                                  4 mm 4 mm 0.75 mm, 28-lead, RoHS-compliant lead frame
                                                                                                           chip scale package (LFCSP_WQ) and is specified over the
The ADD5203 provides various dimming modes. Each                                                           industrial temperature range of -25C to +85C.
dimming mode is selectable with an external dimming mode
selection pin. The LED dimming control interface can be
achieved through PWM input and/or SMBus. The device

Rev. 0                                                                                                     One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.

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ADD5203                                                                                                    Theory of Operation ...................................................................... 11
                                                                                                             Current-Mode, Step-Up Switching Regulator Operation..... 11
TABLE OF CONTENTS                                                                                            Internal 3.3 V Regulator ............................................................ 11
                                                                                                             Boost Converter Switching Frequency.................................... 11
Features .............................................................................................. 1    Dimming Frequency (fPWM) ...................................................... 11
Applications....................................................................................... 1        Current Source............................................................................ 11
Functional Block Diagram .............................................................. 1                    Dimming Control Interface ...................................................... 11
General Description ......................................................................... 1              PWM Dimming Mode .............................................................. 12
Revision History ............................................................................... 2           Safety Features ............................................................................ 12
Circuit Diagram ................................................................................ 3           SMBus Interface.......................................................................... 13
Specifications..................................................................................... 4        SMBus Register Description ..................................................... 15
                                                                                                             External Component Selection Guide..................................... 17
  Step-Up Switching Regulator Specifications............................. 4                                  Layout Guidelines....................................................................... 18
  LED Current Regulation Specifications .................................... 4
  SMBus Specifications ................................................................... 5               Typical Application Circuits ......................................................... 20
  General Specifications ................................................................. 6               Outline Dimensions ....................................................................... 23
Absolute Maximum Ratings............................................................ 7
  Thermal Resistance ...................................................................... 7                Ordering Guide .......................................................................... 23
  ESD Caution.................................................................................. 7
Pin Configuration and Function Descriptions............................. 8
Typical Performance Characteristics ............................................. 9

REVISION HISTORY

5/10--Revision 0: Initial Version

Rev. 0 | Page 2 of 24
                                                                                                                                                                                                                                                      ADD5203

CIRCUIT DIAGRAM

         VIN        VDDIO                             SHDN                                         NC             OVP
                                                         25
         26         4                                                                              16                  22

                       LINEAR                                TSD FAULT         THERMAL                            OCP
                    REGULATOR            SHUTDOWN                             SHUTDOWN                            REF

                      VOLTAGE         ADD5203                                           OCP FAULT                 OVP
                    REFERENCE                                                                                     REF
                                                                                                                                23 SW
                       UVP                                                                                                      24 SW
                     COMP
                                                                                                                                27 FSLCT
         UVP                         LIGHT LOAD
         REF                 LL
                           REF
         REF     ERROR                                                                        R
                   AMP                          PWM                                                         Q
                                                COMP
              GM                                                                              S

COMP 28                                                                             OSC

                                                                        DREF

                                                      DCOMP

                                                                                    +              CURRENT SENSE

                                                                                    

                                                                                           +

                                                                                                   SOFT START     RSENSE

                    HEADROOM CONTROL

          CURRENT                                            LED OPEN/SHORT                                                     20 PGND
         REFERENCE                                           FAULT DETECTOR                                                     21 PGND

ISET 17

FB1 7               CURRENT SOURCE 1                                                               TSD FAULT
                                                                                                   OCP FAULT

FB2 8               CURRENT SOURCE 2                         ID REGISTER                                       SMBus INTERFACE                                                                                                                        5 SDA
FB3 9               CURRENT SOURCE 3                                FAULT/STATUS                               DUTY GENERATOR                                                                                                                         6 SCL

FB4 10              CURRENT SOURCE 4                                   REGISTER
                                                                            DEVICE CONTROL
FB5 12              CURRENT SOURCE 5
FB6 13                                                                          REGISTER
FB7 14              CURRENT SOURCE 6                                                 BRIGHTNESS CONTROL         PWMI DUTY                                                                                                                             1 PWMI
FB8 15                                                                                                         EXTRACTOR
                    CURRENT SOURCE 7                                                    REGISTER                                                                                                                                                      2 SEL1
                                                                                                               OPERATION                                                                                                                              3 SEL2
                    CURRENT SOURCE 8                                                                                                                                                                                                         08717-002MODE19 C_FPWM
                                                                                                                                                                                                                                                      18 R_FPWM
                                                             CURRENT SOURCE CONTROLLER                          SELECTION

                                                                                                                     PWM
                                                                                                               OSCILLATOR

                                                         11
                                                      AGND

                                                               Figure 2. Circuit Diagram

                                                             Rev. 0 | Page 3 of 24
ADD5203

SPECIFICATIONS

STEP-UP SWITCHING REGULATOR SPECIFICATIONS

VIN = 12 V, SHDN = high, TA = -25C to +85C, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25C.

Table 1.                                                     Symbol   Test Conditions           Min Typ         Max Unit
Parameter                                                                                       6
SUPPLY                                                       VIN      VIN = 12 V, ISW = 100 mA                  21    V
                                                                      Duty cycle (D) = DMAX
   Input Voltage Range                                       VOUT     RF = 150 k                                45    V
BOOST OUTPUT                                                          RF = 470 k
                                                             RDS(ON)  RF = 470 k                           150  210 m
   Output Voltage                                            ILKG                                          44
SWITCH                                                       ICL                                2.9             70    A

   On Resistance                                             fSW                                                      A
   Leakage Current                                           fSW
   Peak Current Limit                                        DMAX                               800 1000        1200 kHz
OSCILLATOR                                                                                                                  kHz
   Switching Frequency                                       tSS                                         350                %

   Maximum Duty Cycle                                        VOVPR                              85       92
SOFT START                                                   VOVPF
                                                                                                         1.5          ms
   Soft Start Time
OVERVOLTAGE PROTECTION                                                                          1.154 1.20      1.267 V
                                                                                                1.050 1.12      1.188 V
   Overvoltage Rising Threshold on OVP Pin
   Overvoltage Falling Threshold on OVP Pin

LED CURRENT REGULATION SPECIFICATIONS

VIN = 12 V, SHDN = high, TA = -25C to +85C, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25C.

Table 2.                                     Symbol          Test Conditions                    Min Typ Max           Unit
Parameter
CURRENT SOURCE                               VSET            6 V  VIN  21 V                     1.16 1.2        1.24  V
                                             ILED
   ISET Pin Voltage                          ILED20          RSET = 141.56 k                    0               30    mA
   Adjustable LED Current1                   VHR20           RSET = 141.56 k
   Constant Current Sink of 20 mA2                           RSET = 141.56 k                    19.4 20         20.6  mA
   Minimum Headroom Voltage2                                 RSET = 141.56 k
   Current Matching Between Strings2                                                                     0.65 0.85    V
   LED Current Accuracy2
   Current Source Leakage Current                                                               -1.5            +1.5  %
FPWM GENERATOR
   Dimming Frequency Range                                                                      -3              +3    %
   Dimming Frequency
LED FAULT DETECTION                                                                                             1     A
   Open Fault Delay1
                                                             6 V  VIN  21 V                     200             10,000 Hz
                                                             RFPWM = 50 k, CFPWM = 150 pF
                                             fPWM                                               820 1000 1180 Hz
                                             TD_OPENFAULT
                                                                                                                6.5   s

1 These electrical specifications are guaranteed by design.
2 Tested at TA = +25C.

                                                             Rev. 0 | Page 4 of 24
                                                                                                             ADD5203

SMBUS SPECIFICATIONS

VIN = 12 V, SHDN = high, TA = -25C to +85C, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25C.

Table 3.                                                     Symbol   Test Conditions  Min Typ Max            Unit
Parameter1
SMBus INTERFACE                                              VIL                                         0.8  V
                                                             VIH                                              V
   Data, Clock Input Low Level                               VOL                       2.1               5.5  V
   Data, Clock Input High Level
   Data, Clock Output Low Level                              fSMB                                        0.4  kHz
SMBus TIMING SPECIFICATIONS                                  tBUF                                             s
   Clock Frequency                                           tHD:STA                   10                100  s
   Bus-Free Time Between Stop and Start Condition            tSU:STA                                          s
   Hold Time After Start Condition2                          tSU:STO                   4.7                    s
   Repeated Start Condition Setup Time                       tHD:DAT                                          ns
   Stop Condition Setup Time                                 tSU:DAT                   4.0                    ns
   Data Hold Time                                            tLOW                                             s
   Data Setup Time                                           tHIGH                     4.7                    s
   Clock Low Period                                          tF                                               ns
   Clock High Period                                         tR                        4.0                    us
   Clock/Data Fall Time
   Clock/Data Rise Time                                                                300

                                                                                       250

                                                                                       4.7

                                                                                       4.0               50

                                                                                                         300

                                                                                                         1

1 These electrical specifications are guaranteed by design.
2 After this period, the first clock is generated.

                                                             Rev. 0 | Page 5 of 24
ADD5203

GENERAL SPECIFICATIONS

VIN = 12 V, SHDN = high, TA = -25C to +85C, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25C.

Table 4.                         Symbol                      Test Conditions              Min Typ Max              Unit
Parameter
SUPPLY                           VIN                         6 V  VIN  21 V, SHDN = high  6                   21   V
                                 IQ                          6 V  VIN  21 V, SHDN = low
   Input Voltage Range           ISD                         6 V  VIN  21 V                              4.2 6.5   mA
   Quiescent Current
   Shutdown Supply Current       VVDD_REG                                                                40   160  A

VDD REGULATOR                    VPWM_HIGH                                                3.18 3.3 3.42            V
   VDD Regulated Output          VPWM_LOW
                                                                                          2.2                 5.5  V
PWM INPUT
   PWM Voltage High                                                                                           0.8  V
   PWM Voltage Low
   PWM Input Range                                                                        200                 10,000 Hz

THERMAL SHUTDOWN                 TSD                                                                     160       C
   Thermal Shutdown Threshold1   TSDHYS
   Thermal Shutdown Hysteresis1                                                                          30        C
                                 VUVLOF
UVLO                             VUVLOR                      VIN falling                  4.2            4.6       V
   VIN Falling Threshold                                     VIN rising
   VIN Rising Threshold          VIH                                                                     5.0 5.6   V
                                 VIL                         SHDN = 3.3 V
SHDN CONTROL                     ISHDN                                                    2.0                      V
   Input Voltage High
   Input Voltage Low                                                                                          1.0  V
   SHDN Pin Input Current
                                                                                                         6         A

1 These electrical specifications are guaranteed by design.

                                                             Rev. 0 | Page 6 of 24
                                                                                                            ADD5203

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS                                            THERMAL RESISTANCE

TA = 25C, unless otherwise noted.                                  JA is specified for the worst-case conditions, that is, a device
                                                                    soldered in a circuit board for surface-mount packages.
Table 5.                                    Rating
Parameter                                   -0.3 V to +23 V         Table 6. Thermal Resistance
VIN                                         -0.3 V to +50 V
SW                                          -0.3 V to +6 V          Package Type                 JA    JC   Unit
SHDN, SDA, SCL, PWMI, SEL1, and SEL2        -0.3 V to +3.6 V                                                C/W
ISET, FSLCT, COMP, R_FPWM, and C_FPWM       -0.3 V to +3.7 V        28-Lead LFCSP_WQ             32.6  1.4
VDDIO                                       -0.3 V to +50 V
FB1, FB2, FB3, FB4, FB5, FB6, FB7, and FB8  -0.3 V to +3 V          ESD CAUTION
OVP                                         150C
Maximum Junction Temperature (TJ max)       -25C to +85C
Operating Temperature Range (TA)            -65C to +150C
Storage Temperature Range (TS)              260C
Reflow Peak Temperature (20 sec to 40 sec)

Stresses above those listed under Absolute Maximum Ratings
may cause permanent damage to the device. This is a stress
rating only; functional operation of the device at these or any
other conditions above those indicated in the operational
section of this specification is not implied. Exposure to absolute
maximum rating conditions for extended periods may affect
device reliability.

                                            Rev. 0 | Page 7 of 24
ADD5203
PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS

                                              28 COMP
                                                  27 FSLCT
                                                       26 VIN
                                                           25 SHDN
                                                                24 SW
                                                                     23 SW
                                                                         22 OVP

                                     PWMI 1   ADD5203                            21 PGND
                                     SEL1 2                                      20 PGND
                                      SEL2 3    TOP VIEW                         19 C_FPWM
                                    VDDIO 4   (Not to Scale)                     18 R_FPWM
                                       SDA 5                                     17 ISET
                                                                                 16 NC
                                       SCL 6                                     15 FB8
                                       FB1 7

                                              FB2 8
                                                  FB3 9
                                                       FB4 10
                                                           AGND 11
                                                                FB5 12
                                                                    FB6 13
                                                                         FB7 14

                                                                                                                                   08717-003
                                    NOTES
                                    1. NC = NO CONNECT.
                                    2. CONNECT THE EXPOSED PADDLE TO GND.

                                                 Figure 3. Pin Configuration

Table 7. Pin Function Descriptions

Pin No. Mnemonic Description

1   PWMI    PWM Signal Input.

2   SEL1    Dimming Mode Selection 1.

3   SEL2    Dimming Mode Selection 2.

4   VDDIO   Internal Linear Regulator Output. This regulator provides power to the ADD5203.

5   SDA     Serial Data Input/Output.

6   SCL     Serial Clock Input.

7   FB1     Regulated Current Sink. Connect the bottom cathode of the LED string to this pin.

8   FB2     Regulated Current Sink. Connect the bottom cathode of the LED string to this pin.

9   FB3     Regulated Current Sink. Connect the bottom cathode of the LED string to this pin.

10  FB4     Regulated Current Sink. Connect the bottom cathode of the LED string to this pin.

11  AGND    Analog Ground.

12  FB5     Regulated Current Sink. Connect the bottom cathode of the LED string to this pin. If unused, connect to GND.

13  FB6     Regulated Current Sink. Connect the bottom cathode of the LED string to this pin. If unused, connect to GND.

14  FB7     Regulated Current Sink. Connect the bottom cathode of the LED string to this pin. If unused, connect to GND.

15  FB8     Regulated Current Sink. Connect the bottom cathode of the LED string to this pin. If unused, connect to GND.

16  NC      No Connection.

17  ISET    Full-Scale LED Current Set. A resistor from this pin to ground sets the LED current up to 30 mA.

18  R_FPWM  Dimming frequency adjustment pin with an external resistor.

19  C_FPWM  Dimming frequency adjustment pin with an external capacitor.

20  PGND    Power Ground.

21  PGND    Power Ground.

22  OVP     Overvoltage Protection.

23  SW      Drain Connection of the Internal Power FET.

24  SW      Drain Connection of the Internal Power FET.

25  SHDN    Shutdown Control for PWM Input Operation Mode. Active low.

26  VIN     Supply Input. Must be locally bypassed with a capacitor to ground.

27  FSLCT   Frequency Select. A resistor from this pin to ground sets the boost switching frequency from 350 kHz to 1 MHz.

28  COMP    Compensation for Boost Converter. A capacitor and a resistor are connected in series between ground and
            this pin for stable operation and an optional capacitor can be connected from this pin to ground.

    EP      Exposed Paddle. Connect the exposed paddle to ground.

                                              Rev. 0 | Page 8 of 24
                                                                                                                                                                                                   ADD5203

TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICSBOOST CONVERTER EFFICIENCY (%)                                                                                        25
                                                                                                                                                         20
            94
                  ILED = 20mA

            92 BRIGHTNESS = 100%
                  fSW = 600kHz

            90
                       8 PARALLEL 8 SERIES

            88
                                                                10 PARALLEL 8 SERIES

            86
                                                                                                   08717-004                                             15

                                                                                                                                     LED CURRENT (mA)    10

                                84

                                82                                                                                                                       5

                                80

                                78                                                                                                                        0                                                                     08717-007
                                                                                                                                                             0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250
                                    5  10  15                 20                               25                                                                                   SMBus BRIGHTNESS SETTING

                                           INPUT VOLTAGE (V)                                                                                                  Figure 7. LED Current vs. SMBus Brightness Setting

                                       Figure 4. Boost Converter Efficiency vs. Input Voltage                                                            25

                                32                                                                                                                       20
                                30
LED CURRENT (mA)                28                                                                 08717-005                                             15
                                26
                                24                                                                                                     LED CURRENT (mA)  10
                                22
                                20                                                                                                                       5
                                18
                                16                                                                                                                       0                                                           08717-008
                                14
                                12                                                                                                                           5  10  15                 20
                                10
                                                                                                                                                                    INPUT VOLTAGE (V)
                                 8
                                  85 105 125 145 165 185 205 225 245 265                                                                                     Figure 8. LED Current vs. Input Voltage (ILED = 20 mA)

                                                                          RSET (k)

                                                    Figure 5. LED Current vs. RSET

                                20                                                                                                                                  VIN = 15V                      VOUT
                                                                                                                                                                    BRIGHTNESS = 100%              20V/DIV
                                15                                                                                                                                  LEDs = 12 SERIES 8 PARALLEL

LED CURRENT (mA)                10                                                                                                                                                                 VSW
                                                                                                                                                                                                   20V/DIV
                                 5
                                                                                                                                                                                                   SHDN
                                 0                                                                                                                                                                 3V/DIV
                                   0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
                                                                 PWM DUTY CYCLE (%)                                                                                                                IL                08717-009
                                                                                                                                                                                                   1A/DIV
                                        Figure 6. LED Current vs. PWM Input Duty Cycle
                                                                                                   08717-006

                                                                                                                                                                Figure 9. Start-Up Waveforms (Brightness = 100%)

                                                                                                              Rev. 0 | Page 9 of 24
ADD5203

                                             VOUT                                                 PWM
                                             200mV/DIV                                            3V/DIV
                                             AC
                                                                                                  VFB1
                                             VSW                                                  5V/DIV
                                             20V/DIV

                                             IL                                                   IFB1
                                             500mA/DIV                                            10mA/DIV

VIN = 7V, fSW = 1MHz                                    08717-010  VIN = 12V                                                                                           08717-012
BRIGHTNESS = 100%                                                  BRIGHTNESS = 0.39%
LEDs = 10 SERIES 8 PARALLEL                                      LEDs = 10 SERIES 8 PARALLEL

Figure 10. Switching Waveforms (VIN = 7 V)                                      Figure 12. LED Current Waveforms (Brightness = 0.39%)

                                             VOUT                                                                                                            PWM
                                             200mV/DIV                                                                                                       3V/DIV
                                             AC
                                                                                                                                                             VFB1
                                             VSW                                                                                                             5V/DIV
                                             20V/DIV
                                                                                                                                                             IFB1
                                             IL                                                                                                              10mA/DIV
                                             500mA/DIV             VIN = 12V
                                                                   BRIGHTNESS = 25%
VIN = 21V, VSW = 1MHz                                   08717-011  LEDs = 10 SERIES 8 PARALLEL                                                                       08717-013

BRIGHTNESS = 100%                                                            Figure 13. LED FBx Waveforms (Brightness = 10%)
LEDs = 10 SERIES 8 PARALLEL

Figure 11. Switching Waveforms (VIN = 21 V)

                                                        Rev. 0 | Page 10 of 24
                                                                                                                                                                                                                   ADD5203

THEORY OF OPERATION                                                                                                                                                    Table 8. RFPWM and CFPWM Recommendation

CURRENT-MODE, STEP-UP SWITCHING REGULATOR                                                                                                                              Dimming Freq (fPWM)  RFPWM (k)              CFPWM (pF)
OPERATION                                                                                                                                                                                                          390
                                                                                                                                                                       200 Hz               110                    200
The ADD5203 uses a current-mode PWM boost regulator to                                                                                                                                                             150
provide the minimal voltage needed to enable the LED string at                                                                                                         500 Hz               75                     47
the programmed LED current. The current-mode regulation                                                                                                                                                            20
system allows fast transient response while maintaining a stable                                                                                                       1 kHz                50
output voltage. By selecting the proper resistor-capacitor network
from COMP to GND, the regulator response can be optimized for                                                                                                          5 kHz                18
a wide range of input voltages, output voltages, and load conditions.
The ADD5203 can provide a 45 V maximum output voltage and                                                                                                              10 kHz               13
drive up to 13 LEDs (3.4 V/30 mA type of LEDs) for each channel.
SWITCHING FREQUENCY (kHz)                                                                                                                                              CURRENT SOURCE
INTERNAL 3.3 V REGULATOR
                                                                                                                                                            08717-014  The ADD5203 contains eight current sources to provide accurate
The ADD5203 contains a 3.3 V linear regulator. The regulator is                                                                                                        current sinking for each LED string. String-to-string tolerance is
used for biasing internal circuitry. The internal regulator requires                                                                                                   kept within 1.5% at 20 mA. Each LED string current is adjusted
a 1 F bypass capacitor. Place this bypass capacitor between                                                                                                            up to 30 mA by an external resistor.
VDDIO (Pin 4) and GND, as close as possible to Pin VDDIO.
                                                                                                                                                                       The ADD5203 contains an LED open and short fault protection
BOOST CONVERTER SWITCHING FREQUENCY                                                                                                                                    circuit for each channel. If the headroom voltage of the current
                                                                                                                                                                       source remains below 200 mV while the boost converter output
The ADD5203 boost converter switching frequency is user                                                                                                                reaches the OVP level, the ADD5203 recognizes that the current
adjustable, between 350 kHz to 1 MHz, by using an external                                                                                                             source has an open load fault for the current source, and the current
resistor, RF. A frequency of 350 kHz is recommended to optimize                                                                                                        source is disabled. If the headroom voltage of the current source
the regulator for high efficiency, and a frequency of 1 MHz is                                                                                                         goes above 7.2 V, the current source is disabled for short protection.
recommended for small external components.
                                                                                                                                                                       If an application requires four LED strings, each LED string
See Figure 14 for considerations when selecting a switching                                                                                                            should be connected using FB1 to FB4. Tie the unused FB pins
frequency and an adjustment resistor (RF).                                                                                                                             (FB5 to FB8) to GND.

              1100                                                                                                                                                     The ADD5203 contains hysteresis to prevent the LED current
                                                                                                                                                                       change that is caused by a 0.195% jitter of the PWM input.
              1000
                                                                                                                                                                       Programming the LED Current
               900
                                                                                                                                                                       As shown in Figure 2, the ADD5203 has an LED current set pin
               800                                                                                                                                                     (ISET). A resistor (RSET) from this pin to ground adjusts the LED
                                                                                                                                                                       current up to 30 mA. LED current level can be set with the
               700                                                                                                                                                     following equation:

               600                                                                                                                                                           ILED = 2831 (A)
                                                                                                                                                                                     RSET
               500
                                                                                                                                                                       DIMMING CONTROL INTERFACE
               400
                                                                                                                                                                       The ADD5203 dimming control interface method is selectable
               300                                                                                                                                                     between the SMBus serial input and/or the external PWM input.
                   120 170 220 270 320 370 420 470                                                                                                                     The LED dimming modes supported by ADD5203 can be
                                                             RF (k)                                                                                                    controlled externally through these dimming control interfaces.
                                                                                                                                                                       The SEL1 and SEL2 pins should be set based on the application
                         Figure 14. Switching Frequency vs. RF                                                                                                         conditions (see Table 9).

DIMMING FREQUENCY (fPWM)                                                                                                                                               Table 9. Brightness Control Mode Selection

The ADD5203 contains an internal oscillator to generate the                                                                                                            SEL1 SEL2 Dimming Mode                      Interface
PWM dimming signal for LED brightness control. The LED                                                                                                                                                             SMBus
dimming frequency (fPWM) is adjustable, in the fPWM range of 200 Hz                                                                                                    High    High         Fixed delay PWM        SMBus
to 10 kHz, by using an external resistor (RFPWM) and capacitor                                                                                                                                                     PWM
(CFPWM). The RFPWM should be in the range of 13 k to 110 k,                                                                                                                    Low          No delay PWM           PWM
and the CFPWM should be in the range of 20 pF to 390 pF.                                                                                                                                                           SMBus
                                                                                                                                                                       Open High            Fixed delay PWM        PWM
                                                                                                                                                                                                                   PWM
                                                                                                                                                                               Low          No delay PWM

                                                                                                                                                                       Low     High         DC current

                                                                                                                                                                               Open DC current

                                                                                                                                                                               Low          Direct PWM

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ADD5203

PWM DIMMING MODE                                                         Direct PWM Dimming

The ADD5203 supports an 8-bit resolution to control brightness;          Direct PWM mode is selected when SEL1 is low and SEL2 is low
therefore, the LED dimming duty is generated with 256 steps through      for a PWM application. In this mode, the PWM input controls
the PWM input duty value in the range of 0% to 100%. In addition,        the ADD5203 LED dimming logic. It turns the current sources on
if the PWM input duty cycle is 0% longer than 10 ms, the                 and off without any duty extraction. In addition, each current
ADD5203 is disabled.                                                     source has no phase delay in this mode. The LED brightness is
                                                                         changed by the PWM input duty ratio.
Note that the ADD5203 has immunity when the PWM input
duty cycle is converted to 256 steps. Even the PWM input has                          DUTY = 60%
0.195% jitter.
                                                                         PWMI

Fixed Delay PWM Dimming                                                               DUTY = 60%

                                                                         ILED1

Fixed delay PWM mode is selected when SEL1 is open and SEL2 is           ILED2
high for a PWM application, or when SEL1 is high and SEL2 is high
for an SMBus application. In this mode, each current source has a        ILED3
fixed turn-on time delay between adjacent strings. The fixed delay
time is set by the FPWM frequency. Each channel delay time is set by     ILED8                                                                        08717-017
the following equation:
                                                                                                Figure 17. Direct PWM Dimming Timing
             =  2 t FPWM
       tD          256                                                   DC Current Dimming

where tFPWM = 1/fPWM, and fPWM is the LED dimming frequency.             DC current mode is selected when SEL1 is low and SEL2 is open
                                                                         for a PWM application, or when SEL1 is low and SEL2 is high for
                DUTY = 60%                                               an SMBus application. In this mode, the maximum LED current
                                                                         is set by the value of RSET. Once the maximum LED current is set,
PWMI      tFPWM                                                          the LED current can be changed with 256 steps through PWM
fPWM                                                                     input or SMBus.
       (DUTY = 60%)

               tOFF

        tON

ILED1                                                                                 DUTY = 80%      DUTY = 60%      DUTY = 40%      DUTY = 20%

         tD                                                              PWMI

ILED2                                                                    ILED MAX
                                                                               ILED
                                                              08717-015               0.8 ILED MAX

ILED8 7 tD                                                                                          0.6 ILED MAX
                   Figure 15. Fixed-Delay PWM Dimming Timing
                                                                                                                      0.4 ILED MAX

                                                                                                                                      0.2 ILED MAX             08717-018

No Delay PWM Dimming                                                            0A

No-delay PWM mode is selected when SEL1 is open and SEL2 is low                       Figure 18. DC Current Dimming Timing
for a PWM application or when SEL1 is high and SEL2 is low for an
SMBus application. In this mode, each current source turns on and        SAFETY FEATURES
off at the same time without any phase delay.
                                                                         The ADD5203 contains several safety features to provide stable
                                                                         operation.

                   DUTY = 60%                                            Soft Start
PWMI
                                                                         The ADD5203 contains an internal soft start function to reduce
          DUTY = 60%                                                     inrush current at startup. The soft start time is typically 1.5 ms.

fPWM   tON tOFF                                                          Overvoltage Protection (OVP)
ILED1
                                                                         The ADD5203 contains OVP circuits to prevent boost converter
ILED2                                                                    damage if the output voltage becomes excessive for any reason. To
                                                                         keep a safe output level, the integrated OVP circuit monitors the
ILED8                                                         08717-016  output voltage. When the OVP pin voltage is reached by the OVP
                                                                         rising threshold, the boost converter stops switching, causing the
                     Figure 16. No Delay PWM Dimming Timing              output voltage to drop. When the OVP pin voltage goes lower than
                                                                         the OVP falling threshold, the boot converter begins switching,
                                                                         causing the output to rise. There is about 7.5% hysteresis between
                                                                         the rising and falling thresholds. The OVP level can be calculated
                                                                         with the following equation:

                                                              Rev. 0 | Page 12 of 24
                                                                                        ADD5203

VOVP =          1.2 V                                                  Thermal Overload Protection
                     (R1+ R2)
                R1                                                     Thermal overload protection prevents excessive power dissipation
                                                                       from overheating the ADD5203. When the junction temperature
In general, the suitable OVP level is 5 V higher than the nominal      (TJ) exceeds 160C, a thermal sensor immediately activates the
boost switching regulator output. Large resistors, up to 1 M, can      fault protection, which shuts down the device, allowing the IC to
be used for R2 to minimize power loss. In addition, some applications  cool. The device self-starts when the junction temperature (TJ) of
require C1 to prevent noise interference at the OVP pin in the         the die falls below 130C.
range of 10 pF to 30 pF.
                                                                       SMBUS INTERFACE
                                           VOVP
                                                                       SMBus mode can be selected using the SEL1 and SEL2 mode
                                           R2                          selection pins. When in SMBus mode, the ADD5203 can be
                                                                       controlled with an SMBus serial interface.
           OVP                         22  R1    C1
DETECTION               OVP                                            Read Byte
                       COMP
                                                                       As shown in Figure 21, the read byte protocol is four bytes long and
                                            OVP      08717-019         starts with the slave address followed by the command code, which
                                             REF                       translates to the register index. Then, the bus direction turns around
                                                                       with the rebroadcast of the slave address, with Bit 0 indicating a read
                       Figure 19. Overvoltage Protection Circuit       cycle. The fourth byte contains the data being returned by the
                                                                       backlight controller. The byte value in the data byte should reflect the
Open Load Protection (OLP)                                             value of the register being queried at the command code index. Note
                                                                       the bus directions, which are shaded in Figure 21 and are used on
The ADD5203 contains a headroom control circuit to minimize            cycles where the slaved backlight controller drives the data line. All
power loss at each current source. Therefore, the minimum              other cycles are driven by the host master.
feedback voltage is achieved by regulating the output voltage of
the boost converter. If any LED string is opened during normal         Write Byte
operation, the current source headroom voltage (VHR) is pulled to
GND. In this condition, open load protection (OLP) is activated if     The write byte protocol is only three bytes long. The first byte
VHR is less than 200 mV until the boost converter output voltage       starts with the slave address followed by the command code,
rises up to the OVP level.                                             which translates to the register index being written. The third
                                                                       byte contains the data byte that must be written into the register
Short-Circuit Protection (SCP)                                         selected by the command code. Note the bus directions, which
                                                                       are shaded in Figure 22 and are used on cycles where the slaved
The ADD5203 contains the short circuit protection (SCP). If a          backlight controller drives the data line. All other cycles are driven
few LEDs at any strings are shorted during normal operation, the       by the host master.
current source headroom voltage (VHR) is increasing. In this
condition, SCP is activated if VHR is higher than 7.2 V; therefore,
the string that includes short LEDs is disabled.

Undervoltage Lockout (UVLO)

An undervoltage lockout circuit is included with built-in hysteresis.
The ADD5203 turns on when VIN rises above 5 V (typical) and
shuts down when VIN falls below 4.6 V (typical).

                                                                Rev. 0 | Page 13 of 24
ADD5203

Slave Device Address                                                       device is in read mode, the LSB is set to 1 and the slave address byte
                                                                           is 0x59.
As shown in Figure 23, the ADD5203 address consists of seven
address bits plus one read/write (R/W) bit. If the device is in write
mode, the LSB is set to 0 and the slave address byte is 0x58. If the

                                 tLOW           tR                     tF

         SCL  VIH
              VIL

                                  tHD:DAT           tHIGH                  tSU:STA                                            tSU:STO
                                 tHD:STA                                     tSU:DAT
                                                                                                                       DATA BYTE
                VIH                                                                                                     AP
         SDA VIL

                     P  tBUF  S                                                                      S                                  P  08717-020
                                                                                                                                       AP
                                                    Figure 20. SMBus Interface

         S    SLAVE ADDRESS      W A COMMAND CODE                      AS  SLAVE ADDRESS                           RA

              MASTER TO SLAVE                                                                                                              08717-021
              SLAVE TO MASTER

                                                    Figure 21. Read Byte Protocol

                        S        SLAVE ADDRESS      W A COMMAND CODE           A                        DATA BYTE

                              MASTER TO SLAVE                                                                          08717-022
                              SLAVE TO MASTER

                                                    Figure 22. Write Byte Protocol

                                                0   101                    10         0 R/W             08717-023

                                                    Figure 23. Slave Address Definition

                                                    Rev. 0 | Page 14 of 24
                                                                                                                  ADD5203

SMBUS REGISTER DESCRIPTION                                              The PWM_MD bit selects the manner in which the PWM input is to
                                                                        be interpreted. When this bit is 0, the PWM input reflects a percent
The ADD5203 has four registers to control and monitor                   change in the current brightness (that is, DPST mode) and should be
brightness, fault status, identifications, and operating mode.          as follows:
Those registers are one byte wide and accessible via the SMBus
read/write byte protocols.                                                   DPST Brightness = CBT (PWM)

Brightness Control Register (Address 0x00)                              where:
                                                                        CBT is the current brightness setting from SMBus without influence
This register consists of eight bits, BRT7 to BRT0, which are used      from the PWM.
to control the LED brightness level in 256 steps. An SMBus write
byte cycle to this register sets the brightness level if the device is  PWM is the percent duty cycle.
in SMBus mode. In addition, a write byte cycle to this register sets
the brightness level if the device is in SMBus mode. Furthermore,       The PWM signal starts from 100% when operating in DPST mode.
a write byte cycle to this register has no effect when the device is
in a mode other than SMBus mode. The operating mode is                  When PWM_MD is 1, the PWM input has no effect on the
selected by the device control register (Address 0x01).                 brightness setting, unless the ADD5203 is in PWM mode. In
                                                                        addition, when operating in PWM mode, this bit is a do not care (see
An SMBus read byte cycle to this register returns the current           Table 10). The PWM_SEL bit determines whether the SMBus or
brightness level, regardless of the value of PWM_SEL. An SMBus          PWM input should drive brightness.
setting of 0xFF for this register sets the device to the maximum
brightness output, and a setting of 0x00 sets the device to the         The relationship between these two control bits can be thought of as
minimum brightness output.                                              specifying an operating mode for the ADD5203. The defined modes
                                                                        are shown in Table 10. Note that depending on the setting of some
This register is both readable and writable for all bits. The default   bits, other bits have no effect and are do not cares, shown as X
value is 0xFF.                                                          in Table 10.

Device Control Register (Address 0x01)                                  Table 10. Operating Modes Selected by Device Control

This register has three bits. Two bits control the operation mode       Register Bit 1 and Bit 2
of the device, and a single bit controls the backlight on/off state.
This register is both readable and writable for Bit 0 to Bit 2. Bit 0,  PWM_SEL (Bit 1) PWM_MD1 (Bit 2) Mode
named BL_CTL, is used as on/off control for the output LEDs.
Bit 1 and Bit 2, named PWM_SEL and PWM_MD, control the                  1               X            PWM mode
operating mode of the device, respectively. If the BL_CRT bit is
set to 1, the device turns on the backlight within 10 ms after the      0               1            SMBus mode
write cycle. If the BL_CRT bit is set to 0, the device turns off the
backlight immediately. The ADD5203 output operating mode is             0               0            SMBus mode with DPST
selected by the combination of Bit 1 and Bit 2 (see Table 10).
                                                                        1 X is don't care.

                                                                        All reserved bits return to 0 when read, and the bits are ignored when
                                                                        written. This default value of the register is 0x00.

Table 11. Brightness Control Register (Address 0x00) Bit Map

MSB                                                                                                               LSB
                                                                                                                  Default Value
Bit 7 (R/W) Bit 6 (R/W) Bit 5 (R/W) Bit 4 (R/W) Bit 3 (R/W)                Bit 2 (R/W)  Bit 1 (R/W)  Bit 0 (R/W)  0xFF
                                                                           BRT2         BRT1         BRT0
BRT7      BRT6   BRT5   BRT4         BRT3

Table 12. Brightness Control Register (Address 0x00) Bit Description

Bit Name                Description

BRT[7:0]                256 steps of brightness levels

Table 13. Device Control Register (Address 0x01) Bit Map

MSB                                                                                                               LSB
                                                                                                                  Default Value
Bit 7     Bit 6  Bit 5  Bit 4        Bit 3                              Bit 2 (R/W)     Bit 1 (R/W)  Bit 0 (R/W)  0x00
                                                                        PWM_MD          PWM_SEL      BL_CTL
Reserved Reserved Reserved Reserved Reserved

                                     Rev. 0 | Page 15 of 24
ADD5203

Table 14. Device Control Register (Address 0x01) Bit Description

Bit Name           Description

PWM_MD             PWM mode select
                   1 = absolute brightness, 0 = percent change (default)

PWM_SEL            Brightness control select
                   1 = control by PWM, 0 = control by SMBus (default)

BL_CTL             Backlight on/off
                   1 = on, 0 = off (default)

Fault/Status Register (Address 0x02)                                     Identification Register (Address 0x03)

This register has six status bits that allow monitoring of the           The ID register contains two bit fields to denote the manufacturer
ADD5203 operating state. Bit 0, named fault, is a logical OR of          and silicon revision of the ADD5203. The bit field widths were
all fault codes to simplify error detection. In the operation of the     chosen to allow up to 16 vendors with up to eight silicon revisions
ADD5203, Bit 1, named THRM_SHDN, is set to 1 when a                      each. To ensure that the number of silicon revisions remains low,
thermal shutdown event occurs. Bit 3, named BL_STAT, is the              the revision field should not be updated until the part is sent to
backlight status indicator. This bit is set to 1 whenever the backlight  the factory of the end-customer. Therefore, if during the engineering
is on and is set to 0 whenever the backlight is off. Bit 4, named        development process, three silicon spins are needed before the device
1_CH_SD, is set to 1 if one or more current sources are disabled.        is released to the factory of the end-customer, the next available
In addition, Bit 5, named 2_CH_SD, is set to 1 if two or more            revision ID is used for these three spins. The manufacturer ID of
current sources are disabled due to an LED open event during             Analog Devices, Inc., is 6 (Bit[6:3] = 0110b). In addition, the initial
normal operation. All reserved bits return to 0 when read and            value of REVx is 0, and subsequent REVx values are incremented
ignore the bit value when written. All of the bits in this register      by 1. This register is read only.
are read only. The default value for Register 0x02 is 0x00.

Table 15. Fault/Status Register (Address 0x02) Bit Map

MSB                                                                                                       LSB
                                                                                                          Default Value
Bit 7      Bit 6   Bit 5 (R)    Bit 4 (R)                 Bit 3 (R)      Bit 2 (R)  Bit 1 (R)  Bit 0 (R)  0x00
                                                          BL_STAT        OV_CURR    THRM_SHDN  Fault
Reserved Reserved 2_CH_SD 1_CH_SDS

Table 16. Fault/Status Register (Address 0x01) Bit Description

Bit Name           Description

2_CH_SD_, 1_CH_SD  The number of faulted strings is reported in these bits.
                   00 = no faults, 01 = one string fault, 11 = two or more strings faulted.

BL_STAT            Backlight status.
                   1 = backlight on, 0 = backlight off (default).

OV_CURR            Input overcurrent.
                   1 = overcurrent condition, 0 = current ok (default).

THRM_SHDN          Thermal shutdown.
                   1 = thermal fault, 0 = thermal ok (default).

Fault              Fault occurred. Logic OR of all the fault conditions.

Table 17. Identification Register (Address 0x03) Bit Map

MSB                                                                                                       LSB
                                                                                                          Default Value
Bit 7      Bit 6   Bit 5 (R)    Bit 4 (R)                 Bit 3 (R)      Bit 2 (R)  Bit 1 (R)  Bit 0 (R)  0xB0
                                                                         REV2       REV1       REV0
LED panel  MFG3    MFG2         MFG1                      MFG0

Table 18. Identification Register (Address 0x03) Bit Description

Bit Name           Description

LED Panel          Display panel using LED backlight, Bit 7 = 1.

MFG[3:0]           Manufacturer ID (Analog Devices ID is 6).

REV[2:0]           Silicon revision (Revision 0 to Revision 7 are allowed for silicon spins).

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                                                                                                                  ADD5203

EXTERNAL COMPONENT SELECTION GUIDE                                    are preferred because of their low ESR characteristics.
                                                                      Alternatively, use a high value, medium ESR capacitor in
Inductor Selection                                                    parallel with a 0.1 F low ESR capacitor as close as possible to
                                                                      the ADD5203.
The inductor is an integral part of the step-up converter. It stores
energy during the switch-on time and transfers that energy to         The output capacitor maintains the output voltage and supplies
the output through the output diode during the switch-off time.       current to the load while the ADD5203 switch is on. The value
An inductor in the range of 4.7 H to 22 H is recommended.             and characteristics of the output capacitor greatly affect the
In general, lower inductance values result in higher saturation       output voltage ripple and stability of the regulator. Use a low
current and lower series resistance for a given physical size.        ESR output capacitor; ceramic dielectric capacitors are preferred.
However, lower inductance results in higher peak current, which
can lead to reduced efficiency and greater input and/or output        For very low ESR capacitors, such as ceramic capacitors, the
ripple and noise. Peak-to-peak inductor ripple current at close       ripple current due to the capacitance is calculated as follows.
to 30% of the maximum dc input current typically yields an            Because the capacitor discharges during the on time (tON), the
optimal compromise.                                                   charge removed from the capacitor (QC) is the load current
                                                                      multiplied by the on time. Therefore, the output voltage ripple
The input (VIN) and output (VOUT) voltages determine the              (VOUT) is
switch duty cycle (D), which in turn can be used to determine
the inductor ripple current.                                                    VOUT       = QC     = I L t ON
                                                                                             C OUT      C OUT
D = VOUT - VIN
         VOUT                                                         where:
                                                                      COUT is the output capacitance.
Use the duty cycle and switching frequency (fSW) to determine         IL is the average inductor current.
the on time.

t ON  =  D                                                            Using the duty cycle and switching frequency (fSW), users can
         f SW                                                         determine the on time with the following equation:

The inductor ripple current (IL) in a steady state is                           t ON  =  D
                                                                                         f SW
         VIN    t ON
I L   =        L                                                      The input (VIN) and output (VOUT) voltages determine the
                                                                      switch duty cycle (D) with the following equation:
Solve for the inductance value (L).
                                                                                D = VOUT - VIN
      L = VIN t ON                                                                     VOUT
              I L
                                                                      Choose the output capacitor based on the following equation:
Make sure that the peak inductor current (that is, the maximum
input current plus half of the inductor ripple current) is less                 ( ) COUT
than the rated saturation current of the inductor. In addition,                             I L VOUT - VIN
ensure that the maximum rated rms current of the inductor is                               f SW VOUT VOUT
greater than the maximum dc input current to the regulator.
                                                                      Capacitor manufacturers include Murata Manufacturing Co.,
For duty cycles greater than 50% that occur with input voltages       Ltd., AVX, Sanyo, and Taiyo Yuden Co., Ltd.
greater than half the output voltage, slope compensation is required
to maintain stability of the current-mode regulator. The inherent     Diode Selection
open-loop stability causes subharmonic instability when the
duty ratio is greater than 50%. To avoid subharmonic instability,     The output diode conducts the inductor current to the output
the slope of the inductor current should be less than half of the     capacitor and loads while the switch is off. For high efficiency,
compensation slope.                                                   minimize the forward voltage drop of the diode. Schottky diodes
                                                                      are recommended. However, for high voltage, high temperature
Inductor manufacturers include Coilcraft, Inc., Sumida                applications, where the Schottky diode reverse leakage current
Corporation, and Toko.                                                becomes significant and can degrade efficiency, use an ultrafast
                                                                      junction diode. The output diode for a boost regulator must be
Input and Output Capacitors Selection                                 chosen depending on the output voltage and the output current.
                                                                      The diode must be rated for a reverse voltage equal to or greater
The ADD5203 requires input and output bypass capacitors to            than the output voltage used. The average current rating must
supply transient currents while maintaining a constant input          be greater than the maximum load current expected, and the peak
and output voltage. Use a low effective series resistance (ESR)       current rating must be greater than the peak inductor current.
10 F or greater capacitor for the input capacitor to prevent noise    Using Schottky diodes with lower forward voltage drop decreases
at the ADD5203 input. Place the input between the VIN and             power dissipation and increases efficiency. The diode must be
GND, as close as possible to the ADD5203. Ceramic capacitors          rated to handle the average output load current. Many diode

                                                        Rev. 0 | Page 17 of 24
ADD5203

manufacturers derate the current capability of the diode as a      LAYOUT GUIDELINES
function of the duty cycle. Verify that the output diode is rated
to handle the average output load current with the minimum         When designing a high frequency, switching, regulated power
duty cycle.                                                        supply, layout is very important. Using a good layout can solve
                                                                   many problems associated with these types of supplies. The
The minimum duty cycle of the ADD5203 is                           main problems are loss of regulation at high output current
                                                                   and/or large input-to-output voltage differentials, excessive
D MIN  = VOUT - VIN_MAX                                            noise on the output and switch waveforms, and instability.
               VOUT                                                Using the following guidelines can help minimize these
                                                                   problems.
where VIN_MAX is the maximum input voltage.
                                                                   Make all power (high current) traces as short, direct, and thick
For example, DMIN is 0.5 when VOUT is 30 V and VIN_MAX is 15 V.    as possible. It is good practice on a standard printed circuit
                                                                   board (PCB) to make the traces an absolute minimum of 15 mil
Schottky diode manufacturers include ON Semiconductor,             (0.381 mm) per ampere. Place the inductor, output capacitors,
Diodes Incorporated, Central Semiconductor Corp., and Sanyo.       and output diode as close to each other as possible. This helps
                                                                   reduce the EMI radiated by the power traces that are due to the
Loop Compensation                                                  high switching currents through them. This also reduces lead
                                                                   inductance and resistance, which, in turn, reduce noise spikes,
The external inductor, output capacitor, and the compensation      ringing, and resistive losses that produce voltage errors. The
resistor and capacitor determine the loop stability. The inductor  grounds of the IC, input capacitors, output capacitors, and
and output capacitor are chosen based on performance, size, and    output diode (if applicable), should be connected close together,
cost. The compensation resistor (RC) and compensation capacitor    directly to a ground plane. It is also a good idea to have a ground
(CC ) at the COMP pin are selected to optimize control loop        plane on both sides of the PCB. This reduces noise by reducing
stability.                                                         ground loop errors and by absorbing more of the EMI radiated
                                                                   by the inductor.
For most applications, the compensation resistor should be in
the range of 500  to 30 k , and the compensation capacitor         For multilayer boards of more than two layers, a ground plane
should be in the range of 100 pF to 330 nF.                        can be used to separate the power plane (power traces and com-
                                                                   ponents) and the signal plane (feedback, compensation, and
         REF                                                       components) for improved performance. On multilayer boards,
                                                                   the use of vias is required to connect traces and different planes.
                   GMEA                                            If a trace needs to conduct a significant amount of current from
                                                                   one plane to the other, it is good practice to use one standard
         VHR             RC                                        via per 200 mA of current. Arrange the components so that the
                                                                   switching current loops curl in the same direction.
                             C2
                                                                   Due to how switching regulators operate, there are two power
                         CC                  08717-024             states: one state when the switch is on, and one when the switch
                                                                   is off. During each state, there is a current loop made by the
                      Figure 24. Compensation Components           power components currently conducting. Place the power
                                                                   components so that the current loop is conducting in the same
A step-up converter produces an undesirable right-half plane       direction during each of the two states. This prevents magnetic
zero in the regulation feedback loop. Capacitor C2 is chosen       field reversal caused by the traces between the two half cycles
to cancel the zero introduced by output capacitance ESR.           and reduces radiated EMI.
Solving for C2

      C2 = ESR COUT
                  RC

For low ESR output capacitance, such as with a ceramic
capacitor, C2 is optional.

                                                        Rev. 0 | Page 18 of 24
Layout Procedure                                                                                     ADD5203

To achieve high efficiency, good regulation, and stability, a good   Place the compensation components as close as possible to
PCB layout is required. It is recommended that the reference             the COMP pin.
board layout be followed as closely as possible because it is
already optimized for high efficiency and low noise.                Place the LED current setting resistors as close as possible
                                                                         to each pin to prevent noise pickup.
Use the following general guidelines when designing PCBs:
                                                                     Avoid routing noise sensitive traces near high current
Keep CIN close to the VIN and GND leads of the ADD5203.                traces and components, especially the LED current setting
Keep the high current path from CIN (through L1) to the                node (ISET).

     SW and GND leads as short as possible.                         Use a thermal pad size that is the same dimension as the
Keep the high current path from CIN (through L1), D1, and              exposed pad on the bottom of the package.

     COUT as short as possible.                                     Heat Sinking
Keep high current traces as short and wide as possible.
Keep nodes connected to SW away from sensitive traces,            When using a surface-mount power IC or external power
                                                                    switches, the PCB can often be used as the heat sink. This is
     such as COMP, to prevent coupling of the traces. If such       accomplished by using the copper area of the PCB to transfer
     traces need to be run near each other, place a ground trace    heat from the device. Users should maximize this area to optimize
     between the two as a shield.                                   thermal performance.

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ADD5203

TYPICAL APPLICATION CIRCUITS

VIN                                            L1                                                                                   VOUT
6V TO 21V                                                                                                                   UP TO 45V
                                               10H                        D1

                                        NC                                              R1        C4

                                           25                                           1.2M      4F

C1                                   SHDN                       23 24 22           R2      C3
2F                            26 VIN                                            40k        30pF
                                                                SW SW OVP
             C2                1 PWMI
         0.1F

                               6 SCL

                               5 SDA           ADD5203                    NC 16
                               4 VDDIO
                                                                         FB1 7
C3               R7                                                      FB2 8
                                                                         FB3 9
1F              10k                                                     FB4 10
                                                                         FB5 12
                               2 SEL1                                    FB6 13
                               3 SEL2                                    FB7 14
                                                                         FB8 15
                               19 C_FPWM                              PGND 20
                               18 R_FPWM                              PGND 21
                                                                      AGND 11
        C7               R6
     20pF             15k

                           R5  27 FSLCT                 COMP
                      470k
                                               ISET        28

                                                    17

                                    R3                      C5  R4    C6
                               150k                     100nF   5.6k  OPEN

                                                                                                                                          08717-025

                                                                Figure 25. Typical Application Circuit for SMBus Interface
                                                                               with No Delay Dimming Mode

                                                                                 Rev. 0 | Page 20 of 24
  VIN                                               L1             D1                                              ADD5203
  6V TO 21V                                       10H
                                                                                                                          VOUT
C1                                      NC                                                                       UP TO 45V
2F
                                            25                                   R1        C4
             C2
         0.1F                         SHDN                                      1.2M      4F
                                26 VIN
        C8                                               23 24 22            R2      C3
      1F                                                                 40k        30pF
                                                        SW SW OVP
                   C7
                20pF      NC    1 PWMI     ADD5203                 NC 16
                          NC    6 SCL
                                5 SDA                             FB1 7
                          R6                                      FB2 8
                       15k      4 VDDIO                           FB3 9
                                                                  FB4 10
                            R5  2 SEL1                            FB5 12
                       470k     3 SEL2                            FB6 13
                                                                  FB7 14
                                19 C_FPWM                         FB8 15
                                18 R_FPWM                      PGND 20
                                                               PGND 21
                                27 FSLCT                       AGND 11

                                          ISET          COMP

                                           17              28

                                     R3             C5  R4     C6
                                150k            100nF   5.6k   OPEN

                                                                                                                  08717-026

                                                        Figure 26. Typical Application Circuit for PWM Interface
                                                                        with DPWM Dimming Mode

                                                                          Rev. 0 | Page 21 of 24
ADD5203

  VIN                                               L1             D1                                                     VOUT
  6V TO 21V                                       10H                                                            UP TO 45V

C1                                      NC                                      R1        C4
2F
                                            25                                   1.2M      4F
             C2
         0.1F                         SHDN              23 24 22            R2      C3
                                26 VIN                                    40k        30pF
        C8                                              SW SW OVP
      1F
                          NC    1 PWMI     ADD5203                 NC 16
                   C7     NC    6 SCL
                20pF            5 SDA                             FB1 7
                          NC                                      FB2 8
                                4 VDDIO                           FB3 9
                          R6                                      FB4 10
                       15k      2 SEL1                            FB5 12
                                3 SEL2                            FB6 13
                            R5                                    FB7 14
                       470k     19 C_FPWM                         FB8 15
                                18 R_FPWM                      PGND 20
                                                               PGND 21
                                27 FSLCT                       AGND 11

                                          ISET          COMP

                                           17              28

                                     R3             C5  R4     C6
                                150k            100nF   5.6k   OPEN

                                                                                                                                08717-027

                                                        Figure 27. Typical Application Circuit for PWM Interface
                                                                     with DC Current Dimming Mode

                                                                          Rev. 0 | Page 22 of 24
OUTLINE DIMENSIONS                                                       4.00        0.25                                PIN 1                     ADD5203
                                                                      BSC SQ         0.20                                INDICATOR
                                                              PIN 1                  0.15                                                       Package Option
                                                     INDICATOR       TOP VIEW                                                2.70               CP-28-5
                                                                               0.40      22                     28           2.60 SQ
                                                              0.80             BSC   21                               1      2.50
                                                              0.75
                                                              0.70                                     EXPOSED
                                                     SEATING                                              PAD
                                                        PLANE
                                                                                     15                            7

                                                                               0.45      14                     8
                                                                               0.40
                                                                               0.35          BOTTOM VIEW

                                                                                     0.05 MAX          FOR PROPER CONNECTION OF
                                                                                                       THE EXPOSED PAD, REFER TO
                                                                                     0.02 NOM          THE PIN CONFIGURATION AND
                                                                                         COPLANARITY   FUNCTION DESCRIPTIONS
                                                                                                 0.08  SECTION OF THIS DATA SHEET.

                                                                               0.20 REF

                                                                             COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-WGGE.                112108-A

                                                                     Figure 28. 28-Lead Lead Frame Chip Scale Package [LFCSP_WQ]
                                                                            4 mm 4 mm 0.75 mm Body, Very Very Thin Dual
                                                                                                     (CP-28-5)
                                                                                       Dimensions shown in millimeters

ORDERING GUIDE

Model1                      Temperature Range                        Package Description
                                                                     28-Lead Lead Frame Chip Scale Package [LFCSP_WQ]
ADD5203ACPZ-RL              -25C to +85C

1 Z = RoHS Compliant Part.

                                                                               Rev. 0 | Page 23 of 24
ADD5203
NOTES

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registered trademarks are the property of their respective owners.

                                                                      D08717-0-5/10(0)

                                                                                        Rev. 0 | Page 24 of 24
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