LTC3524：小/中型TFT顯示的集成電源解決方案

引言

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，TFT顯示面板的電源供應(yīng)至關(guān)重要，它直接影響著顯示效果和設(shè)備的整體性能。LTC3524作為一款集成的BIAS和白色LED電源轉(zhuǎn)換器，為小/中型多晶硅薄膜晶體管（TFT）液晶（LCD）顯示面板提供了出色的解決方案。本文將詳細(xì)介紹LTC3524的特點(diǎn)、應(yīng)用、性能以及使用時(shí)的注意事項(xiàng)。

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一、LTC3524的特點(diǎn)

1. 多軌輸出與LED驅(qū)動(dòng)能力

它能夠?yàn)樾?中型TFT顯示器生成三個(gè)可調(diào)的低噪聲軌，同時(shí)還能驅(qū)動(dòng)多達(dá)十個(gè)白色LED。一個(gè)1.5MHz的同步升壓轉(zhuǎn)換器可產(chǎn)生高達(dá)6.0V、可編程的低噪聲、高效25mA的TFT電源，而調(diào)節(jié)后的低紋波電荷泵則可在2mA時(shí)產(chǎn)生高達(dá) +20V和 -20V的電壓。

2. 保護(hù)與控制功能

具備LED調(diào)光和開路保護(hù)功能，并且有受控的上電/下電排序，確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

3. 高效轉(zhuǎn)換

TFT電源效率高達(dá)90%，LED電源效率高達(dá)78%，能有效降低功耗。

4. 小巧封裝

采用24引腳QFN封裝（4mm × 4mm × 0.75mm），大大減小了整體解決方案的尺寸。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

LTC3524適用于多種便攜式設(shè)備，如PDA、掌上電腦、數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)、手持GPS、便攜式儀器顯示器以及便攜式媒體播放器等。這些設(shè)備對(duì)電源的尺寸、效率和性能都有較高要求，而LTC3524正好能滿足這些需求。

三、性能參數(shù)

1. 絕對(duì)最大額定值

包括輸入電壓、輸出電壓、引腳電壓等的最大額定值，以及工作溫度范圍（-40°C至85°C）和存儲(chǔ)溫度范圍（-65°C至125°C）。在設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格遵守這些參數(shù)，以避免損壞設(shè)備。

2. 電氣特性

詳細(xì)規(guī)定了輸入電壓范圍、靜態(tài)電流、開關(guān)頻率、輸出電壓調(diào)節(jié)等參數(shù)。例如，輸入電壓范圍為2.5V至6.0V，開關(guān)頻率為1.5MHz等。這些參數(shù)是評(píng)估設(shè)備性能和進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。

四、引腳功能

1. 通用引腳

• VIN（引腳2）：LCD偏置和白色LED升壓轉(zhuǎn)換器的公共輸入電源，需用至少2.2μF的電容進(jìn)行本地旁路。
• GND/外露焊盤（引腳25）：信號(hào)和電源接地，必須將PCB接地與外露焊盤焊接在一起，以確保正常工作。

  2. LCD偏置引腳

• ELCD（引腳1）：LCD電路的使能輸入，可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和關(guān)機(jī)功能。
• FBVO（引腳3）：Vout開關(guān)的反饋引腳，參考電壓為1.225V。
• OUT（引腳4）：LCD升壓調(diào)節(jié)器的主輸出和電壓倍增器（2X）級(jí)的輸入。

  3. 白色LED驅(qū)動(dòng)引腳

• LED2（引腳18）：第二串LED的輸出。
• LED1（引腳19）：第一串LED的輸出。
• VLED（引腳20）：LED開關(guān)的輸出。
• SW2（引腳21）：白色LED升壓開關(guān)。
• ELED2（引腳22）：LED2串的使能和PWM調(diào)光控制輸入。
• PROG（引腳23）：通過(guò)連接一個(gè)電阻來(lái)設(shè)置LED串中的電流。
• ELED1（引腳24）：LED1串的使能和脈沖調(diào)光控制輸入。

五、工作原理

1. LCD偏置升壓轉(zhuǎn)換器

采用同步升壓轉(zhuǎn)換器，利用電流模式控制和內(nèi)部設(shè)置的控制環(huán)路及斜率補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化性能和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。軟啟動(dòng)功能可在啟動(dòng)時(shí)控制轉(zhuǎn)換器輸入電流的斜坡，大大減輕輸入電源的負(fù)擔(dān)，轉(zhuǎn)換效率可超過(guò)90%。

2. LCD偏置電荷泵

使用三個(gè)內(nèi)部電荷泵電路，包括倍增器、四倍器和反相配置，以產(chǎn)生低電流、高電壓輸出，用于偏置LCD柵極驅(qū)動(dòng)。這些電荷泵具有固定頻率操作，可實(shí)現(xiàn)高效率和最低噪聲性能。

3. LCD偏置排序

在電源上電時(shí)，升壓轉(zhuǎn)換器先初始化并充電至最終編程值，然后電荷泵倍增器、反相器和四倍器依次開始工作。在關(guān)機(jī)時(shí)，內(nèi)部晶體管會(huì)按順序放電輸出。

4. 白色LED升壓驅(qū)動(dòng)器

由一個(gè)非同步、固定頻率、電流模式升壓轉(zhuǎn)換器組成，可產(chǎn)生一個(gè)或兩個(gè)LED串所需的電壓。支持模擬和PWM調(diào)光，并且具有內(nèi)部過(guò)壓保護(hù)功能，以防止LED串開路。

六、應(yīng)用信息

1. 電感選擇

建議為兩個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器使用3.3μH至15μH的電感，LCD偏置升壓電感的飽和電流（ISAT）額定值至少為150mA，白色LED升壓電感的額定值至少為600mA。

2. 電容選擇

輸入電容、輸出電容和電荷泵電容都有特定的要求，如輸入電容應(yīng)使用至少2.2μF的X5R類型，輸出電容和濾波電容也應(yīng)根據(jù)不同的引腳和功能選擇合適的類型和容量。

3. PCB布局指南

由于LTC3524的高速運(yùn)行，PCB布局需要特別注意。建議使用雙層PCB，底層作為公共接地平面，同時(shí)要注意元件的放置和布線，以減少EMI和電壓過(guò)沖。

七、典型應(yīng)用

文檔中給出了多個(gè)典型應(yīng)用示例，如Li - Ion到 +5V、25mA、+16V、1mA、 - 13V、1mA的TFT LCD電源供應(yīng)以及3NiMH或NiCD到 +3.3V、25mA、+10V、1mA、 - 5V、1mA的TFT LCD電源供應(yīng)等，并配有相應(yīng)的效率曲線。這些示例為工程師在實(shí)際設(shè)計(jì)中提供了參考。

八、總結(jié)

LTC3524是一款功能強(qiáng)大、性能出色的集成電源轉(zhuǎn)換器，它為小/中型TFT顯示面板提供了完整的電源解決方案。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇電感、電容等元件，并注意PCB布局，以充分發(fā)揮LTC3524的優(yōu)勢(shì)。大家在使用LTC3524時(shí)，有沒(méi)有遇到過(guò)一些獨(dú)特的問(wèn)題或者有什么好的優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評(píng)論區(qū)分享。