TPS65632：AMOLED顯示電源的理想之選

在電子設計領域，顯示屏的電源供應至關重要，尤其是對于AMOLED這類對電源要求較高的顯示屏。德州儀器（TI）的TPS65632是一款專為驅動AMOLED顯示屏設計的三輸出電源管理芯片，下面我們就來詳細了解一下。

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一、特性亮點

（一）多種輸出電壓與精度

• Boost Converter 1（VPOS）：輸入電壓范圍為2.9 - 4.5V，輸出電壓固定為4.6V，在25°C - 85°C溫度范圍內精度可達0.5%，具備專用的輸出感應引腳，能夠輸出300mA的電流，為顯示屏提供穩定的正電壓。
• Inverting Buck - Boost Converter（VNEG）：可提供 - 1.5V至 - 5.4V的可編程輸出電壓，默認輸出電壓為 - 4V，同樣能輸出300mA電流，滿足顯示屏對負電壓的需求。
• Boost Converter 2（AVDD）：輸出電壓可選5.8V或7.7V，能輸出30mA電流，為顯示屏的其他電路提供穩定電源。

（二）出色的性能表現

• 優秀的線性瞬態調節能力：能夠在輸入電壓變化時迅速做出響應，保證輸出電壓的穩定。
• 完善的保護功能：集成了短路保護和熱關斷功能，當出現短路或芯片溫度過高時，能及時保護芯片，提高系統的可靠性。
• 小巧的封裝：采用3mm × 3mm的16引腳WQFN封裝，節省電路板空間，適合小型設備的設計。

二、應用場景

TPS65632主要應用于AMOLED顯示屏，無論是智能手機、平板電腦還是其他便攜式設備，只要使用了AMOLED顯示屏，TPS65632都能為其提供穩定可靠的電源。那么在實際設計中，我們應該如何更好地發揮它的性能呢？這就需要深入了解其內部結構和工作原理。

三、詳細解析

（一）內部結構與功能

TPS65632由兩個升壓轉換器和一個反相降壓 - 升壓轉換器組成。VPOS輸出固定為4.6V，VNEG可通過數字接口在 - 1.4V至 - 5.4V范圍內編程，AVDD可通過SELP2引腳在7.7V和5.8V之間選擇。CT引腳電容可調節VNEG輸出的過渡時間。

（二）各轉換器特點

• Boost Converter 1（VPOS）：采用固定頻率電流模式拓撲，輸出電壓由工廠設定為4.6V，用戶無法更改。為保證輸出電壓精度，建議將輸出感應引腳（FBS）直接連接到主輸出電容的正端。
• Inverting Buck - Boost Converter（VNEG）：采用恒定關斷時間電流模式拓撲，默認輸出電壓為 - 4.0V。可通過數字接口對輸出電壓進行離散編程，當不使用輸出電壓設置功能時，CTRL引腳可作為標準使能引腳。
• Boost Converter 2（AVDD）：同樣采用固定頻率電流模式拓撲，輸出電壓由SELP2引腳選擇，SELP2為低電平或浮空時AVDD = 7.7V，為高電平時AVDD = 5.8V。

（三）啟動與保護機制

• 軟啟動和啟動順序：具備軟啟動功能，可限制浪涌電流。當EN引腳為高電平時，Boost Converter 2（AVDD）啟用；當CTRL引腳為高電平時，Boost Converter 1啟動，10ms后反相降壓 - 升壓轉換器（VNEG）以默認值 - 4V啟動。
• 欠壓鎖定：當輸入電源電壓過低時，該功能會禁用芯片，防止芯片在異常電壓下工作。
• 短路保護：在正常運行和啟動過程中，若檢測到VPOS或VNEG出現短路情況，芯片會進入關斷狀態，輸出與輸入斷開。要恢復正常運行，需使V1低于欠壓鎖定閾值或使CTRL引腳先低后高。
• 輸出放電：在關斷時，芯片會對輸出進行放電，確保系統安全。
• 熱關斷：當芯片結溫超過145°C（典型值）時，芯片進入熱關斷狀態，所有功能停止。要恢復正常運行，也需使V1低于欠壓閾值或使CTRL引腳先低后高。

四、設計指南

（一）典型應用電路

典型應用電路適用于為智能手機中的AMOLED顯示屏供電，可由單節鋰離子電池供電，產生4.6V的正輸出電壓VPOS、 - 4.0V的負輸出電壓VNEG和5.8V或7.7V的正輸出電壓AVDD。VPOS和VNEG輸出可提供高達300mA的電流，AVDD輸出可提供高達30mA的電流。

（二）元件選擇

• 電感選擇：VPOS和AVDD轉換器推薦使用4.7μH的電感，VNEG升壓轉換器推薦使用10μH的電感。使用不同電感時，建議在設計最終確定前充分測試電路性能，尤其要關注電感的飽和電流。
• 電容選擇：推薦的電容值在文檔中有詳細說明，使用小于推薦電容值可能會導致電壓紋波增加。同時要注意陶瓷電容的直流偏置效應，確保有效電容滿足應用需求。

（三）布局建議

• 輸入電容和輸出電容應盡可能靠近芯片，使用短而寬的走線連接。
• CT電容的接地端應直接與AGND（引腳7）連接。
• 輸入地和輸出地應在同一電路板層連接，避免通過過孔連接。
• 將AGND、PGND1和PGND2與外露散熱焊盤連接，提高散熱性能。

五、總結

TPS65632以其豐富的功能、出色的性能和小巧的封裝，為AMOLED顯示屏的電源設計提供了優秀的解決方案。在實際設計中，電子工程師們需要根據具體應用需求，合理選擇元件、優化電路布局，以充分發揮TPS65632的優勢。你在使用類似電源管理芯片時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享交流。