4-Channel Regulated Charge Pump White LED Driver The CAT3604HV4-TE13 is a charge pump LED driver manufactured by **CATALYST SEMICONDUCTOR (now part of ON Semiconductor)**. Here are its key specifications:

- **Part Number**: CAT3604HV4-TE13  
- **Manufacturer**: CATALYST SEMICONDUCTOR (acquired by ON Semiconductor)  
- **Type**: High-voltage, 4-output LED driver  
- **Topology**: Charge pump (1x, 1.5x, 2x modes)  
- **Input Voltage Range**: 3V to 5.5V  
- **Output Voltage**: Up to 18V (supports high-brightness LEDs)  
- **Number of Outputs**: 4 (individually controllable)  
- **Maximum Output Current**: 30mA per channel (adjustable via external resistor)  
- **Dimming Control**: PWM (Pulse-Width Modulation) or analog  
- **Switching Frequency**: 1MHz (typical)  
- **Efficiency**: Up to 90% (depending on mode)  
- **Package**: 16-pin TQFN (3mm x 3mm)  
- **Operating Temperature Range**: -40°C to +85°C  
- **Features**: Soft-start, thermal shutdown, short-circuit protection  

This device is designed for driving LEDs in applications like **backlighting (LCDs, mobile devices), portable electronics, and general lighting**.  

For detailed technical information, refer to the official datasheet from ON Semiconductor.

4-Channel Regulated Charge Pump White LED Driver # CAT3604HV4TE13 Technical Documentation

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The CAT3604HV4TE13 is a high-efficiency, quad-output LED driver specifically designed for driving multiple LED strings in various lighting applications. Typical use cases include:

 Backlighting Systems 
- LCD and OLED display backlighting in consumer electronics
- Automotive instrument cluster illumination
- Industrial control panel lighting
- Medical device display backlighting

 General Lighting Applications 
- Architectural accent lighting
- Retail display lighting
- Signage and advertising illumination
- Emergency lighting systems

 Portable Device Lighting 
- Smartphone keypad and button illumination
- Wearable device status indicators
- Portable medical equipment lighting

### Industry Applications
 Automotive Electronics 
- Dashboard and center console lighting
- Interior ambient lighting systems
- Switch and control illumination
- *Advantage*: Operates within automotive temperature ranges (-40°C to +105°C)
- *Limitation*: Requires additional EMI filtering for automotive EMC compliance

 Consumer Electronics 
- Television and monitor backlighting
- Gaming console lighting effects
- Smart home device status indicators
- *Advantage*: Compact QFN package saves board space
- *Limitation*: Maximum output current may be insufficient for high-brightness applications

 Industrial Equipment 
- Machine vision lighting
- Control panel illumination
- Status indicator systems
- *Advantage*: Robust thermal performance in harsh environments
- *Limitation*: Requires external components for dimming control

### Practical Advantages and Limitations
 Advantages 
-  High Efficiency : Up to 92% efficiency reduces power consumption and heat generation
-  Multiple Outputs : Four independent channels support complex lighting configurations
-  Wide Input Range : 4.5V to 28V operation accommodates various power sources
-  Integrated Protection : Over-current, over-temperature, and short-circuit protection

 Limitations 
-  External Components : Requires external inductors and capacitors, increasing BOM count
-  Thermal Management : High-power operation requires careful thermal design
-  Cost Consideration : Higher component cost compared to simpler LED drivers
-  Design Complexity : Requires expertise in switching regulator design

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions
 Pitfall 1: Inadequate Thermal Management 
-  Problem : Overheating during continuous operation at maximum load
-  Solution : Implement proper thermal vias, use copper pours, and consider heatsinking
-  Implementation : Minimum 4-layer PCB with thermal relief patterns

 Pitfall 2: EMI/RFI Issues 
-  Problem : Radiated emissions affecting sensitive circuits
-  Solution : Proper grounding, shielding, and component placement
-  Implementation : Keep switching nodes compact, use ground planes

 Pitfall 3: Output Instability 
-  Problem : LED flickering or brightness variations
-  Solution : Adequate output capacitance and proper feedback loop compensation
-  Implementation : Follow manufacturer's recommended capacitor values and types

### Compatibility Issues with Other Components
 Power Supply Compatibility 
- Requires stable input voltage with low ripple
- Incompatible with high-impedance power sources
- Solution: Use low-ESR input capacitors close to VIN pin

 Microcontroller Interface 
- PWM dimming requires clean digital signals
- Potential ground bounce issues with shared ground paths
- Solution: Use separate ground returns for digital and power sections

 LED Selection Considerations 
- Maximum forward voltage per channel: 24V
- Current matching between LED strings
- Thermal derating for high-temperature environments

### PCB Layout Recommendations
 Power Section Layout 
```
[Critical Layout Priorities]
1. Input capacitors: Place within 3mm of VIN and GND pins
2. Inductors: Position close to SW