MAX16928：汽車TFT-LCD電源供應(yīng)的理想之選

在汽車電子領(lǐng)域，TFT-LCD顯示屏的應(yīng)用日益廣泛，而穩(wěn)定、高效的電源供應(yīng)是確保其正常工作的關(guān)鍵。Maxim Integrated推出的MAX16928就是一款專門(mén)為汽車TFT-LCD應(yīng)用設(shè)計(jì)的高度集成電源解決方案。下面，我們就來(lái)深入了解一下這款產(chǎn)品。

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產(chǎn)品概述

MAX16928集成了一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器、一個(gè)1.8V/3.3V調(diào)節(jié)器控制器以及兩個(gè)柵極電壓調(diào)節(jié)器，有多種版本可供選擇，能滿足常見(jiàn)的汽車TFT-LCD電源供應(yīng)需求。它采用了擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，可降低峰值干擾，優(yōu)化EMI性能。通過(guò)測(cè)序輸入（SEQ），能靈活控制正柵極和負(fù)柵極電壓調(diào)節(jié)器的啟動(dòng)順序。此外，電源良好指示器（PGOOD）可指示任何轉(zhuǎn)換器或調(diào)節(jié)器輸出的故障，內(nèi)部熱關(guān)斷電路能防止設(shè)備過(guò)熱。該產(chǎn)品采用20引腳TSSOP封裝，工作溫度范圍為 -40°C至 +105°C。

關(guān)鍵特性

強(qiáng)大的功率輸出

• 升壓輸出：高達(dá)6W的高功率升壓輸出，可提供最高18V的電壓。
• 調(diào)節(jié)器輸出：1.8V或3.3V調(diào)節(jié)器配合外部npn晶體管，可提供500mA的電流。
• 柵極電壓調(diào)節(jié)器：一個(gè)正柵極電壓調(diào)節(jié)器能在28V時(shí)提供20mA的電流，還有一個(gè)負(fù)柵極電壓調(diào)節(jié)器。

高性能設(shè)計(jì)

• 高頻運(yùn)行：2.2MHz的高頻操作，可使用低剖面電感器和陶瓷電容器，減小LCD面板設(shè)計(jì)的厚度。
• 靈活的獨(dú)立測(cè)序：通過(guò)SEQ輸入，可靈活控制柵極電壓調(diào)節(jié)器的啟動(dòng)順序。
• 真關(guān)斷功能：升壓轉(zhuǎn)換器具有真關(guān)斷功能，降低功耗。
• 內(nèi)部軟啟動(dòng)：減少浪涌電流，保護(hù)設(shè)備。
• 過(guò)溫關(guān)斷：當(dāng)芯片溫度超過(guò) +165°C（典型值）時(shí)，設(shè)備自動(dòng)關(guān)斷，溫度下降15°C后恢復(fù)正常工作。
• AEC-Q100認(rèn)證：滿足汽車級(jí)應(yīng)用的可靠性要求。

電氣特性

輸入電源范圍

INA輸入電源范圍為3V至5.5V，INA欠壓鎖定閾值為2.5V至2.9V（典型值2.7V）。

升壓轉(zhuǎn)換器

• 開(kāi)關(guān)頻率：1.98MHz至2.42MHz（典型值2.20MHz）。
• 最大占空比：82%至93.5%。
• 電流限制：有低和高兩種升壓電流限制選項(xiàng)，分別為0.625A至0.78A和1.25A至1.87A。
• 輸出電壓范圍：從VINA到18V。

柵極電壓調(diào)節(jié)器

• 正柵極電壓調(diào)節(jié)器：輸出電壓范圍為5V至29V，CP過(guò)壓閾值為29.5V至30.5V。
• 負(fù)柵極電壓調(diào)節(jié)器：輸出電壓范圍為 -24V至 -2V。

1.8V/3.3V調(diào)節(jié)器控制器

輸出電壓可選1.8V或3.3V，F(xiàn)B上升時(shí)的PGOOD閾值分別為1.364V至1.396V（1.8V調(diào)節(jié)器選項(xiàng)）和2.4V至2.7V（3.3V調(diào)節(jié)器選項(xiàng)）。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)

升壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)

電感器選擇

選擇合適的電感值、電感飽和電流和直流電阻是關(guān)鍵。一般建議選擇30%至60%的峰 - 峰紋波電流與平均電流之比。電感值可通過(guò)公式 (L=frac{V{INA } × D}{LIR × I{INA } × f{SW}}) 計(jì)算，其中 (V{INA}) 為輸入電壓，(D) 為占空比，(LIR) 為紋波電流比，(I{INA}) 為平均升壓輸入電流，(f{SW}) 為開(kāi)關(guān)頻率（2.2MHz）。

電容器選擇

輸入和輸出濾波電容器應(yīng)選擇低ESR類型，其RMS額定值需滿足相應(yīng)公式。輸出電壓的紋波與ESR和電容值有關(guān)，可通過(guò)公式 (Delta V{RIPPLE }=Delta V{ESR}+Delta V_{CAP}) 計(jì)算。

整流二極管選擇

應(yīng)選擇肖特基二極管，其反向電壓承受能力至少為 (V{SH})，平均正向電流額定值應(yīng)大于 (I{D}=I_{I N A} times(1-D))。

輸出電壓選擇

通過(guò)電阻分壓器調(diào)整升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，計(jì)算公式為 (R{TOP }=R{BOTTOM } timesleft(frac{V{O}}{V{FBP}}-1right))，其中 (V_{FBP}) 為反饋設(shè)定點(diǎn)（1V）。

環(huán)路補(bǔ)償

選擇合適的RCOMPV和CCOMPV來(lái)設(shè)置高頻積分器增益和積分器零點(diǎn)，以確保環(huán)路穩(wěn)定性?？蓞⒖急砀襁x擇初始值，并根據(jù)瞬態(tài)響應(yīng)波形進(jìn)行調(diào)整。

其他組件選擇

p - 通道FET選擇

用于控制升壓轉(zhuǎn)換器輸入的p - 通道FET應(yīng)具有低導(dǎo)通電阻，通過(guò)RSG電阻控制其導(dǎo)通和關(guān)斷。

1.8V/3.3V調(diào)節(jié)器控制器npn雙極晶體管選擇

選擇具有足夠電流增益（hFE）和功率耗散能力的晶體管，以確保調(diào)節(jié)器的驅(qū)動(dòng)能力。

電荷泵設(shè)計(jì)

根據(jù)輸出電壓需求選擇合適的電荷泵級(jí)數(shù)，計(jì)算輸出電壓和所需的電容值。

應(yīng)用信息

功率耗散

該設(shè)備的功率耗散主要包括升壓轉(zhuǎn)換器、正柵極電壓調(diào)節(jié)器、負(fù)柵極電壓調(diào)節(jié)器和1.8V/3.3V調(diào)節(jié)器控制器的損耗。可通過(guò)相應(yīng)公式估算各部分的功率耗散，并通過(guò)連接暴露焊盤(pán)到熱焊盤(pán)和大接地平面來(lái)實(shí)現(xiàn)最大熱傳遞。

布局考慮

PCB布局對(duì)設(shè)備的性能至關(guān)重要。應(yīng)將去耦電容器盡可能靠近設(shè)備放置，連接電源接地平面和模擬接地平面，保持高電流路徑短而寬，將反饋電阻靠近設(shè)備放置，并將高速開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)LXP遠(yuǎn)離敏感模擬節(jié)點(diǎn)。

訂購(gòu)信息

MAX16928有多種型號(hào)可供選擇，不同型號(hào)的調(diào)節(jié)器電壓和升壓電流限制不同，封裝均為20引腳TSSOP-EP。

總之，MAX16928是一款功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定的汽車TFT-LCD電源解決方案，能為汽車電子工程師提供可靠的電源設(shè)計(jì)選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們可以根據(jù)具體需求進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和調(diào)整，以充分發(fā)揮該產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)。你在使用類似電源芯片時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。