SGM3837A：AMOLED顯示電源的理想選擇

在當今的電子設備中，AMOLED顯示屏憑借其出色的顯示效果，如高對比度、廣視角和快速響應時間等，被廣泛應用于智能手機、平板電腦等設備。而要讓AMOLED顯示屏正常工作，一個穩(wěn)定可靠的電源供應至關重要。SGMICRO的SGM3837A就是一款專門為AMOLED顯示屏設計的三輸出800mA電源，下面我們就來詳細了解一下它。

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一、產品概述

SGM3837A專為為需要VELVDD、FLVSS和VAVDD的AMOLED（有源矩陣有機發(fā)光二極管）顯示屏供電而設計。該器件集成了兩個升壓轉換器（VO1用于VELVDD，VO3用于VAVDD）和一個反相降壓 - 升壓轉換器（VO2用于VELVSS）。三個轉換器的輸出電壓都可以通過數字接口控制引腳（ASWIRE和ESWIRE）以數字步進方式進行編程。它采用了綠色WLCSP - 2×2 - 25B - A封裝。

二、產品特性

1. 輸入電壓范圍

輸入電源電壓范圍為2.5V至5.0V，能適應多種不同的電源環(huán)境。

2. 升壓轉換器（ELVDD）

• 輸出電壓范圍為4.6V至5.0V，以100mV為步進，默認輸出電壓為4.6V，在4.6V時精度為0.7%。
• 能提供較高的輸出精度，確保為AMOLED顯示屏提供穩(wěn)定的電源。

3. 反相降壓 - 升壓轉換器（ELVSS）

• 輸出電壓范圍為 - 6.6V至 - 0.5V，以100mV為步進，默認輸出電壓為 - 1.4V。
• 在 - 1.4V時變化為±40mV，在 - 3V時變化為±30mV，輸出電壓穩(wěn)定性較好。

4. 輸出電流能力

• ELVDD - ELVSS組合輸出電流能力在不同輸入電壓和輸出電壓條件下有所不同，例如在 (V{IN}=2.5V)，(V{VO2}=-1.4V) 時為800mA，在 (V{IN}=2.9V)，(V{VO2}=-4V) 時為900mA。
• 升壓轉換器（AVDD）輸出電壓在SET = Low時為7.1V至7.8V，SET = High時為6.9V至7.9V，默認輸出電壓為7.6V，輸出電流能力為150mA。

5. 其他特性

• 可通過SET引腳選擇ASWIRE設置。
• 具有 (V_{IN}) 和 (Vout) 雙向隔離、短路保護（SCP）、過載保護和熱關斷功能。
• (FLVSS) 啟動延遲為5.7ms，短路和OLP檢測時間為0.71ms。

三、應用領域

SGM3837A適用于智能手機和平板電腦等設備的有源矩陣OLED顯示屏，能為這些設備的顯示屏提供穩(wěn)定的電源，確保顯示效果。

四、電氣特性

1. 電源電流和熱保護

• AVIN、PVIN輸入電壓范圍為2.5V至5V，啟動閾值電壓和停止閾值電壓有明確的范圍。
• 禁用時AVIN、PVIN電源電流較小，無負載且VASWIRE = VESWIRE = high時為2.7mA。
• 熱關斷溫度在溫度上升時為145℃，溫度下降時為135℃。

2. 各轉換器特性

• 升壓轉換器（VO1）：輸出電壓范圍為4.6V至5.0V，開關頻率典型值為1.45MHz，電流限制為1.85A，最大輸出電流為800mA等。
• 反相降壓 - 升壓轉換器（VO2）：輸出電壓范圍為 - 6.6V至 - 0.5V，開關頻率典型值為1.35MHz，電流限制為4.20A，不同條件下最大輸出電流有所不同。
• 升壓轉換器（VO3）：SET不同時輸出電壓范圍不同，開關頻率典型值為1.45MHz，電流限制為1.20A，最大輸出電流為150mA。

3. 接口特性

ESWIRE和ASWIRE輸入高、低閾值電壓有明確范圍，下拉電阻均為680kΩ。

五、時序要求

包括短路定時器、ESWIRE和ASWIRE接口的初始化時間、關斷時間、脈沖高低電平時間、數據存儲/接受時間等，以及各輸出的啟動時間和放電時間等。例如，VO1啟動時間典型值為3.00ms，VO2啟動時間典型值為0.70ms且有5.70ms的啟動延遲，VO3啟動時間典型值為1.40ms。

六、典型性能特性

1. 效率方面

VO1和VO2組合效率以及VO3效率與輸出電流和輸入電壓有關，不同輸入電壓下效率曲線不同，能幫助工程師了解在不同工作條件下的效率情況，從而優(yōu)化電源設計。

2. 電壓調節(jié)方面

VO1、VO2、VO3的線路調節(jié)和負載調節(jié)特性展示了輸出電壓隨輸入電壓和輸出電流變化的情況，確保在不同工作條件下輸出電壓的穩(wěn)定性。

3. 輸出電流方面

VO1和VO2組合最大輸出電流以及VO3最大輸出電流與輸入電壓有關，不同輸出電壓下曲線不同，為工程師在設計時選擇合適的輸入電壓和輸出電流提供參考。

4. 紋波和瞬態(tài)響應方面

展示了各輸出在不同負載和輸入電壓變化時的紋波和瞬態(tài)響應情況，如VO1在不同負載下的輸出紋波，以及各輸出在輸入電壓變化時的線路瞬態(tài)和負載瞬態(tài)響應，幫助工程師評估電源在動態(tài)工作條件下的性能。

七、推薦組件選擇

文檔給出了各轉換器推薦的電容和電感組件的參數、數量、電氣規(guī)格、型號和制造商等信息。例如，ELVDD的輸入電容CIN1推薦使用22μF、X5R、10V、0603的GRM188R61A226ME15D（Murata），電感LVO1推薦使用4.7μH、1.9A、100mΩ、252010的HTEH25201T - 4R7MSR（Cyntec）等。這為工程師在實際設計中選擇合適的組件提供了參考，確保電源性能的穩(wěn)定。

八、詳細功能描述

1. 欠壓鎖定（UVLO）

內置的欠壓鎖定功能會監(jiān)測輸入電壓，當輸入電壓過低無法正常工作時，會禁用設備，保護設備免受低電壓的影響。

2. 熱關斷（TSD）

當結溫超過145℃（典型值）時，設備會觸發(fā)熱關斷功能，防止設備因過熱和過度功耗而損壞。通過同時切換ESWIRE和ASWIRE可以恢復設備的運行。

3. 啟動序列

• 拉高ASWIRE可使能VO3升壓轉換器，拉高ESWIRE可使能VO1升壓轉換器和VO2降壓 - 升壓轉換器。
• VO2總是比VO1晚5.7ms啟動，默認值為 - 1.4V。所有轉換器啟動時都具有軟啟動功能，可限制浪涌電流。

  4. 各轉換器工作原理

• VO1（ELVDD）：采用峰值電流模式拓撲和固定1.45MHz（典型值）頻率工作，輸出電壓可通過ESWIRE引腳在4.6V至5.0V之間以100mV步進編程，關機模式下輸出完全隔離。
• VO2（ELVSS）：采用峰值電流模式拓撲和固定1.35MHz（典型值）頻率工作，輸出電壓可通過ESWIRE引腳在 - 6.6V至 - 0.5V之間以100mV步進編程，關機模式下輸出完全隔離。
• VO3（AVDD）：采用峰值電流模式拓撲和固定1.45MHz（典型值）頻率工作，輸出電壓可通過ASWIRE引腳編程，輸出電壓表可通過SET引腳更改。

  5. 輸出電流容量

  設備在2.5V至5.0V的輸入電壓范圍內工作，但輸出電流容量會因輸入電壓和輸出電壓的不同而有所差異。較低的輸入電壓或較高的輸出電壓會導致較低的輸出電流容量。

  6. 輸入電源

  推薦輸入電源電壓在2.5V至5.0V之間，為實現最佳性能，需要穩(wěn)定且無噪聲的輸入源。當輸入源與SGM3837A之間的距離較長時，建議在設備附近放置額外的電容。

  7. 編程功能

• ESWIRE接口：可通過ESWIRE數字接口以100mV步進對正輸出電壓 (VELVDD) 和負輸出電壓 (FLVSS) 進行編程，也可作為使能引腳使用。
• ASWIRE接口：可用于使能/禁用VO3，并對VO3輸出電壓進行編程。

  8. 快速放電（FD）

  SGM3837A支持快速放電功能，由ASWIRE和SET引腳控制。當電源關閉且FD處于開啟狀態(tài)時，設備的所有輸出都會放電到GND；當FD處于關閉狀態(tài)時，所有輸出保持高阻狀態(tài)。

  9. 過載和短路保護（SCP）

  內置的短路保護功能可防止設備損壞。當任何一個輸出（VO1、VO2和VO3）短路到地，或者VO1和VO2短路在一起時，SGM3837A會觸發(fā)該功能。只有重置電源或同時將ASWIRE和ESWIRE拉低一段時間才能重啟設備。

  10. 設備重置

  不同的操作可以將設備重置為默認設置，如電源重置、短路和過載保護重置、通過操作ASWIRE和ESWIRE引腳重置等。

九、布局指南

AMOLED顯示屏對電源質量敏感，良好的PCB布局對于降低紋波、增強線路和負載瞬態(tài)響應、改善噪聲、電磁干擾（EMI）和環(huán)路穩(wěn)定性非常重要。推薦的布局指南包括：

• 在模擬地（AGND）和電源地（PGNDx）之間設置公共接地平面，以最小化接地偏移。
• 開關節(jié)點（SW1、SW2和SW3）的走線應短而寬。
• 將PVIN上的輸入電容和VO2上的輸出電容盡可能靠近設備放置。
• 將VO1和VO3上的輸出電容盡可能靠近設備放置。
• 使用短而寬的走線連接PVIN上的輸入電容和輸出電容。
• 建議使用并聯電容以降低等效串聯電阻（ESR）。

十、總結

SGM3837A作為一款專門為AMOLED顯示屏設計的電源芯片，具有豐富的功能和出色的性能。它集成了多個轉換器，輸出電壓可靈活編程，具備多種保護功能，能在不同的工作條件下為AMOLED顯示屏提供穩(wěn)定可靠的電源。在實際應用中，工程師需要根據具體的設計需求，結合其電氣特性、時序要求、推薦組件選擇和布局指南等，合理設計電路，以充分發(fā)揮SGM3837A的優(yōu)勢。你在使用SGM3837A進行設計時，是否遇到過一些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗。