MAX17126/MAX17126A：TFT LCD TV 面板多輸出電源解決方案

在當(dāng)今的電子技術(shù)領(lǐng)域，TFT LCD TV 面板的電源設(shè)計(jì)至關(guān)重要。合適的電源解決方案能夠提高顯示效果、降低能耗并確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。今天我們就來深入了解一款專為 TFT LCD TV 面板設(shè)計(jì)的多輸出電源 MAX17126/MAX17126A。

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一、產(chǎn)品概述

MAX17126/MAX17126A 可以在一個(gè)受調(diào)節(jié)的 12V 輸入下工作，為薄膜晶體管液晶顯示（TFT LCD）電視面板提供所有必要的電源軌。它集成了降壓和升壓調(diào)節(jié)器、正負(fù)電荷泵、運(yùn)算放大器、高精度高壓伽馬參考以及高壓開關(guān)控制模塊等。工作輸入電壓范圍為 8V 至 16.5V，非常適合直接由 12V 電源供電的 LCD TV 面板。其采用小尺寸（7mm x 7mm）、超?。?.8mm）的 48 引腳薄型 QFN 封裝，并能在 -40°C 至 +85°C 的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。

二、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

（一）多種調(diào)節(jié)器功能強(qiáng)大

1. 降壓調(diào)節(jié)器 它采用固定頻率電流模式控制架構(gòu)，內(nèi)置 20V、3.2A、100mΩ的 MOSFET，具有快速的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)和 3ms 的內(nèi)部軟啟動(dòng)功能，可有效限制啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流。輸出電壓可在 1.5V 至 5V 之間調(diào)節(jié)，通過連接電阻分壓器到 FB2 引腳即可實(shí)現(xiàn)。 在實(shí)際應(yīng)用中，降壓調(diào)節(jié)器在很多場(chǎng)景都發(fā)揮著重要作用。它可以為系統(tǒng)邏輯電路提供穩(wěn)定的電源，比如在一些對(duì)電源穩(wěn)定性要求較高的控制電路中，穩(wěn)定的降壓輸出能保證邏輯電路正常工作。在一些低電壓設(shè)備中，降壓調(diào)節(jié)器可以將高電壓轉(zhuǎn)換為合適的低電壓，滿足設(shè)備的供電需求。那么，你在設(shè)計(jì)中是否遇到過降壓調(diào)節(jié)器相關(guān)的問題呢？

（二）升壓調(diào)節(jié)器

同樣采用固定頻率電流模式控制，內(nèi)置 20V、4.2A、100mΩ的 MOSFET，輸出電壓范圍從輸入電壓到 20V?？赏ㄟ^ CLIM 引腳連接電阻來調(diào)節(jié)電流限制，具有可選擇的頻率（500kHz/750kHz），能根據(jù)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行優(yōu)化選擇。軟啟動(dòng)功能可以通過內(nèi)部或外部電容實(shí)現(xiàn)，有效控制啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流。

（三）正負(fù)電荷泵調(diào)節(jié)器

分別為 TFT 柵極驅(qū)動(dòng)器提供正、負(fù)電源電壓，輸出電壓可通過外部電阻分壓器進(jìn)行調(diào)節(jié)。正電荷泵調(diào)節(jié)器具有 7 位電壓斜坡軟啟動(dòng)功能，在 500kHz 頻率下軟啟動(dòng)時(shí)間為 4ms，750kHz 頻率下為 3ms；負(fù)電荷泵調(diào)節(jié)器在 500kHz 頻率下軟啟動(dòng)時(shí)間為 3ms，750kHz 頻率下為 2ms，都能有效限制啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流。

（四）運(yùn)算放大器

專為驅(qū)動(dòng) LCD 背板（VCOM）設(shè)計(jì)，具有高輸出電流（≤200mA）、快速壓擺率（45V/μs）、寬帶寬（20MHz）和軌到軌輸出的特點(diǎn)。在短路情況下，能將短路電流限制在約 200mA，當(dāng)結(jié)溫達(dá)到熱關(guān)斷閾值（+160°C 典型值）時(shí)，會(huì)關(guān)閉所有輸出，確保系統(tǒng)安全。

（五）高精度高壓伽馬參考

輸出誤差控制在 ≤0.5%以內(nèi)，可提供超過 60mA 的電流，能夠驅(qū)動(dòng)伽馬校正分壓器串，為顯示效果的優(yōu)化提供了有力支持。

三、電氣特性分析

（一）輸入輸出電壓范圍

INVL 和 IN2 的輸入電壓范圍為 8V 至 16.5V，不同的調(diào)節(jié)器輸出電壓也有明確的規(guī)定。例如，VL 輸出電壓在特定條件下為 4.85V 至 5.15V，降壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓可在 1.5V 至 5V 之間調(diào)節(jié)，升壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓范圍從輸入電壓到 20V 等。

（二）電流和功率相關(guān)參數(shù)

不同引腳的電流參數(shù)也有詳細(xì)規(guī)定，如 INVL + IN2 的靜態(tài)電流、待機(jī)電流，各調(diào)節(jié)器的電流限制等。在功率方面，48 引腳 TQFN 封裝在 TA = +70°C 時(shí)的連續(xù)功率耗散為 3076.9mW。

（三）頻率和其他特性

開關(guān)頻率可通過 FSEL 引腳進(jìn)行選擇，連接 VL、INVL 或浮空時(shí)為 750kHz，連接 GND 時(shí)為 500kHz。此外，還具有輸入欠壓鎖定、熱過載保護(hù)等功能，確保在各種異常情況下系統(tǒng)的安全性。

四、典型應(yīng)用電路及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）典型電路組成

典型的工作電路（圖 1）包含了完整的電源系統(tǒng)，能夠?yàn)?TFT LCD TV 面板提供 +3.3V 邏輯電源、+16V 源極驅(qū)動(dòng)器電源、+35V 正柵極驅(qū)動(dòng)器電源、 -6V 負(fù)柵極驅(qū)動(dòng)器電源以及 ≤0.5%高精度、高壓伽馬參考。

（二）設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 電感選擇
   • 降壓調(diào)節(jié)器：需要考慮電感值、峰值電流和直流電阻等參數(shù)。通過相關(guān)公式計(jì)算，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的電感。例如，在典型工作電路中，根據(jù)負(fù)載電流和輸入輸出電壓等參數(shù)，選擇了 4.7μH 的電感。
   • 升壓調(diào)節(jié)器：同樣要考慮電感值、峰值電流和串聯(lián)電阻等因素，根據(jù)輸入輸出電壓、最大輸出電流和開關(guān)頻率等計(jì)算電感值，并確保電感的飽和電流和直流電流額定值滿足要求。
2. 電容選擇
   • 輸入電容：主要用于減少從電源吸取的峰值電流和降低輸入電壓紋波，通常根據(jù)輸入紋波電流要求和電壓額定值選擇陶瓷電容。
   • 輸出電容：對(duì)于降壓調(diào)節(jié)器，輸出電容和等效串聯(lián)電阻（ESR）會(huì)影響輸出電壓紋波和瞬態(tài)響應(yīng)，需要根據(jù)紋波電壓和負(fù)載瞬態(tài)要求進(jìn)行選擇。對(duì)于升壓調(diào)節(jié)器，輸出電壓紋波由電容紋波和 ESR 紋波組成，要考慮電容的電壓額定值和溫度特性。
3. 二極管選擇 由于 MAX17126/MAX17126A 的開關(guān)頻率較高，推薦使用肖特基二極管作為整流二極管，因?yàn)樗鼈兙哂锌焖倩謴?fù)時(shí)間和低正向電壓的特點(diǎn)。

五、PCB 布局和接地注意事項(xiàng)

（一）減少高電流回路面積

將每個(gè) DC/DC 轉(zhuǎn)換器的電感、二極管和輸出電容靠近其輸入電容和 LX_及 PGND 引腳放置，以減少高電流回路的面積。避免在高電流路徑中使用過孔，如果無法避免，應(yīng)使用多個(gè)過孔并聯(lián)以降低電阻和電感。

（二）創(chuàng)建電源地島

為降壓調(diào)節(jié)器、升壓調(diào)節(jié)器和正負(fù)電荷泵分別創(chuàng)建電源地島，并將它們用寬走線連接起來，以提高效率并減少輸出電壓紋波和噪聲尖峰。

（三）模擬地平面

創(chuàng)建一個(gè)模擬地平面，將 GND 引腳、所有反饋分壓器接地連接、COMP、SS 和 DLY1 電容接地連接以及器件的暴露背面焊盤連接在一起。

（四）反饋電阻放置

將所有反饋電壓分壓器電阻盡可能靠近其相應(yīng)的反饋引腳放置，避免反饋?zhàn)呔€靠近 LX1、LX2、DRVP 或 DRVN 等節(jié)點(diǎn)。

（五）旁路電容放置

將 IN2 引腳、VL 引腳、REF 引腳和 VREF_O 引腳的旁路電容盡可能靠近器件放置，VL 旁路電容的接地連接應(yīng)通過寬走線直接連接到 GND 引腳。

六、總結(jié)

MAX17126/MAX17126A 是一款功能強(qiáng)大、性能優(yōu)越的多輸出電源解決方案，適用于 TFT LCD TV 面板。通過合理的設(shè)計(jì)和布局，可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，為顯示系統(tǒng)提供穩(wěn)定、高效的電源支持。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，仔細(xì)選擇各個(gè)組件，并注意 PCB 布局和接地等細(xì)節(jié)，以確保系統(tǒng)的性能和可靠性。你在使用類似電源芯片時(shí)，有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。