隨著消費者追求極致的平板視覺體驗，目前市場上最新一代的平板電腦LCD屏幕的尺寸、分辨率和刷新率的規格都越來越高，這些變化使得設計LCD偏壓供電電路的面臨越來越大的挑戰。

以下是平板電腦不同分辨率下對LCD偏壓IC平均電流和峰值電流輸出能力的要求。我們可以看到在3K LCD屏幕對偏壓IC的平均電流是220mA，峰值電流更是高達恐怖的450mA。

我們以安世公司出品的NEX10001為例，來看最新一代的偏壓芯片如何應對高清LCD屏幕的供電挑戰。

如何應對更大的平均電流

下圖是平板電腦LCD屏幕系統框圖。NEX10001 PMIC芯片需要提供合適的正負電壓VPOS和VNEG給顯示驅動芯片(DDIC)供電。DDIC把主機通過MIPI傳送來的顯示信息處理后分別控制下級的驅動模塊最終實現平板電腦LCD畫面顯示。更高的分辨率可能要用到多顆DDIC級聯來驅動更多顯示像素，這考驗著偏壓芯片的供電能力和轉換效率。NEX10001內部使用的低至100毫歐的功率管，在輕載模式下可以做到大于85%效率，即使在滿載220mA下芯片依然可以保持82%的效率。

如何應對更大的瞬態電流

高清LCD屏幕模組的負載電流會呈現極大的瞬態變化，峰值電流更是高達恐怖的450mA。NEX10001通過內部可調的headroom和配置合適的輸出電容，實現了優秀的動態響應結果。

2.1內部可調的headroom

NEX10001的Boost升壓輸出電壓VREG是可以根據輸出電壓值自動調節的。Headroom電壓指VREG與VPOS或VNEG的差值電壓，如以下公式。NEX10001默認的headroom電壓值為500mV。芯片可以通過上電賦值0x03寄存器的Bit5和Bit4位來改變headroom的電壓。更高的headroom電壓可以讓輸出的動態性能更高。

2.2 輸入輸出電容選擇

高清LCD屏幕模組的瞬態抽載電流雖然很高但其脈沖時間卻很短，一般在5us以內。通過適當的增加輸出電容值，可以讓負載瞬態峰值電流由輸出電容短暫提供，避免NEX10001觸發限流保護。下圖是高清平板電腦中NEX10001的應用波型，可以看到VNEG的瞬態負載脈沖電流為350mA。在VNEG適當增加10uf電容后，經由NEX10001的VNEG負載脈沖電流減少為119mA。

△ VNEG瞬態峰值電流值350mA

△ VNEG輸出電容增加10uF, 瞬態峰值電流值119mA

2.3 優秀的動態響應結果

下圖是NEX10001的Headroom配置在600mV, C_REG選用22uF, C_OUTN選用10uF和22uF并聯的瞬態峰值電流動態測試結果。根據測試結果我們可以發現，NEX10001 在380mA / 420mA / 450mA 三種瞬態峰值負載電流下正端和負端的紋波電壓都在300mV(<5%輸出電壓)以內。 NEX10001能夠很好滿足高清 LCD屏幕的大電流驅動需求并能有效把輸出紋波壓制在理想范圍內。?

結語

綜上所述，Nexperia（安世半導體）的LCD電源管理芯片的NEX10001系列具有效率高，輸出電流能力強等特點，可以適配最新一代的平板電腦LCD高清屏幕。

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本文作者

譚長裕

安世半導體IC解決方案事業部系統及應用管理

首席應用工程師

Nexperia (安世半導體)

Nexperia（安世半導體）總部位于荷蘭，是一家在歐洲擁有豐富悠久發展歷史的全球性半導體公司，目前在歐洲、亞洲和美國共有12,500多名員工。作為基礎半導體器件開發和生產的領跑者，Nexperia（安世半導體）的器件被廣泛應用于汽車、工業、移動和消費等多個應用領域，幾乎為世界上所有電子設計的基本功能提供支持。

Nexperia（安世半導體）為全球客戶提供服務，每年的產品出貨量超過1,000億件。這些產品在效率（如工藝、尺寸、功率及性能）方面成為行業基準，獲得廣泛認可。Nexperia（安世半導體）擁有豐富的IP產品組合和持續擴充的產品范圍，并獲得了IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001和ISO 45001標準認證，充分體現了公司對于創新、高效、可持續發展和滿足行業嚴苛要求的堅定承諾。

Nexperia：效率致勝。