MAX1578/MAX1579：小型TFT顯示屏的完整偏置與白光LED電源解決方案

在當(dāng)今的電子設(shè)備中，小型TFT顯示屏的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，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公司的MAX1578/MAX1579芯片為小型有源矩陣TFT - LCD顯示屏提供了一套完整的偏置和白光LED電源解決方案，下面我們就來(lái)詳細(xì)了解一下這款芯片。

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一、產(chǎn)品概述

MAX1578/MAX1579專為滿足手持設(shè)備中對(duì)小型有源矩陣TFT - LCD顯示屏的電壓要求而設(shè)計(jì)，具有最少的外部組件和高效率的特點(diǎn)。它提供四個(gè)穩(wěn)壓輸出，由三個(gè)用于LCD偏置電源的先進(jìn)電荷泵和一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)多達(dá)8個(gè)串聯(lián)白光LED背光的升壓轉(zhuǎn)換器組成，輸入電壓范圍為2.7V至5.5V。

二、關(guān)鍵特性

（一）集成度高

芯片將四個(gè)穩(wěn)壓器集成在一個(gè)封裝內(nèi)，其中電荷泵提供+5V、+15V和 - 10V的固定電壓，分別用于源驅(qū)動(dòng)器和LCD偏置電路。+5V輸出可為源驅(qū)動(dòng)器提供25mA電流，+15V和 - 10V輸出分別能提供100μA電流，且無(wú)需外部二極管。

（二）高效的背光驅(qū)動(dòng)

升壓轉(zhuǎn)換器可驅(qū)動(dòng)多達(dá)8個(gè)串聯(lián)的白光LED，實(shí)現(xiàn)均勻照明。在6個(gè)LED串聯(lián)、20mA電流的情況下，效率可達(dá)84%。支持PWM或模擬調(diào)光控制，具有過壓保護(hù)功能，輸入/輸出紋波低，采用軟啟動(dòng)功能零浪涌電流，1MHz的快速PWM操作有助于減小組件尺寸。

（三）溫度管理

MAX1579具有溫度降額功能，可避免在高溫環(huán)境下過度驅(qū)動(dòng)白光LED，在低于42°C時(shí)可提供更高的驅(qū)動(dòng)電流。

（四）低功耗與保護(hù)

芯片具有獨(dú)立的LED和偏置電源使能輸入，具備熱關(guān)斷保護(hù)功能，關(guān)斷電流低至1μA。

（五）小巧封裝

采用節(jié)省空間的24引腳4mm x 4mm薄型QFN封裝，適合對(duì)空間要求較高的應(yīng)用。

三、電氣特性

（一）電源輸入與輸出

輸入工作電源范圍為2.7V至5.5V，欠壓鎖定（UVLO）閾值典型值為2.35V。主電荷泵效率在負(fù)載電流為25mA、輸入電壓為3.9V時(shí)可達(dá)83%，輸出電壓穩(wěn)定在5V左右。

（二）電荷泵性能

正（+15V）負(fù)（ - 10V）電荷泵的工作頻率為15.6kHz，占空比為50%，效率均可達(dá)97%。

（三）LED背光

在6個(gè)LED串聯(lián)、20mA電流的情況下，LED背光效率為84%，輸出電壓可通過控制引腳進(jìn)行調(diào)節(jié)。

四、工作原理

（一）偏置電源

芯片包含一個(gè)LED驅(qū)動(dòng)器升壓轉(zhuǎn)換器和三個(gè)用于LCD偏置的電荷泵。當(dāng)輸入電壓低于2.35V時(shí)，欠壓鎖定功能會(huì)禁用LED升壓轉(zhuǎn)換器和電荷泵；當(dāng)電壓上升且控制引腳信號(hào)有效時(shí)，相應(yīng)電路被啟用。

（二）電荷泵輸出排序

電荷泵的輸出按順序開啟和關(guān)閉。開啟時(shí)，先使能5V的主調(diào)節(jié)器，當(dāng)主電壓超過4.6V時(shí)，使能 - 10V的負(fù)電荷泵；當(dāng)負(fù)電壓達(dá)到 - 8V時(shí)，使能+15V的正電荷泵。關(guān)閉時(shí)順序相反。

（三）LED背光電源

內(nèi)部MOSFET、1MHz升壓轉(zhuǎn)換器為L(zhǎng)ED提供電源，可驅(qū)動(dòng)多達(dá)8個(gè)串聯(lián)LED。輸出電壓通過調(diào)節(jié)CS引腳電壓來(lái)維持恒定電流，同時(shí)具備過壓保護(hù)功能。

（四）軟啟動(dòng)與過壓保護(hù)

LED升壓轉(zhuǎn)換器采用軟啟動(dòng)功能，消除啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流。當(dāng)輸出電壓超過34V時(shí)，過壓保護(hù)電路會(huì)關(guān)閉升壓轉(zhuǎn)換器；當(dāng)電壓降至32V以下時(shí)，重新啟動(dòng)軟啟動(dòng)。

五、應(yīng)用指南

（一）調(diào)整LED電流

通過連接CS引腳到地的電阻來(lái)設(shè)置最大LED電流，計(jì)算公式為：

• MAX1578：(R{C S}=frac{330 mV}{I{LED }})
• MAX1579：(R{C S}=frac{340 mV}{I{LED }})

（二）LED調(diào)光控制

• 使用DAC：通過DAC輸出0.24V至1.65V的電壓控制CTRL引腳，可調(diào)節(jié)LED亮度。
• 直接PWM調(diào)光：將200Hz至200kHz的PWM信號(hào)直接應(yīng)用于CTRL引腳，可實(shí)現(xiàn)LED電流從0到滿量程的調(diào)節(jié)。

（三）輸入/輸出紋波處理

輸入紋波取決于源電源的輸出阻抗，可通過添加低通濾波器或增加輸入電容來(lái)降低；輸出紋波可通過輸出濾波器或增加輸出電容值來(lái)減小。

六、組件選擇與布局

（一）組件選擇

• 電容：建議使用具有X5R、X7R或更好介電常數(shù)的低ESR陶瓷電容，具體電容值可參考文檔中的推薦列表。
• 電感：推薦電感值范圍為10μH至47μH，22μH電感在大多數(shù)應(yīng)用中可優(yōu)化效率。
• 肖特基二極管：需要高速整流二極管，肖特基二極管因其快速恢復(fù)時(shí)間和低正向壓降而被推薦。

（二）PCB布局與布線

由于芯片具有快速開關(guān)波形，需要精心設(shè)計(jì)PCB布局。應(yīng)盡量減小芯片與電阻、電感、二極管、輸入電容和輸出電容之間的走線長(zhǎng)度，保持走線短、直、寬，將嘈雜的走線（如LX節(jié)點(diǎn)走線）遠(yuǎn)離CS引腳。

MAX1578/MAX1579芯片以其高集成度、高效率、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，為小型TFT顯示屏的電源設(shè)計(jì)提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們可以根據(jù)具體需求合理選擇組件和進(jìn)行PCB布局，以充分發(fā)揮芯片的性能。大家在使用這款芯片的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)交流分享。