MAX16928：汽車TFT-LCD電源供應的理想之選

在汽車電子領域，TFT-LCD顯示屏的應用日益廣泛，而穩定、高效的電源供應是確保其正常工作的關鍵。Maxim Integrated推出的MAX16928就是一款專門為汽車TFT-LCD應用設計的高度集成電源解決方案。下面，我們就來深入了解一下這款產品。

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產品概述

MAX16928集成了一個升壓轉換器、一個1.8V/3.3V調節器控制器以及兩個柵極電壓調節器，有多種版本可供選擇，能滿足常見的汽車TFT-LCD電源供應需求。它采用了擴頻調制技術，可降低峰值干擾，優化EMI性能。通過測序輸入（SEQ），能靈活控制正柵極和負柵極電壓調節器的啟動順序。此外，電源良好指示器（PGOOD）可指示任何轉換器或調節器輸出的故障，內部熱關斷電路能防止設備過熱。該產品采用20引腳TSSOP封裝，工作溫度范圍為 -40°C至 +105°C。

關鍵特性

強大的功率輸出

• 升壓輸出：高達6W的高功率升壓輸出，可提供最高18V的電壓。
• 調節器輸出：1.8V或3.3V調節器配合外部npn晶體管，可提供500mA的電流。
• 柵極電壓調節器：一個正柵極電壓調節器能在28V時提供20mA的電流，還有一個負柵極電壓調節器。

高性能設計

• 高頻運行：2.2MHz的高頻操作，可使用低剖面電感器和陶瓷電容器，減小LCD面板設計的厚度。
• 靈活的獨立測序：通過SEQ輸入，可靈活控制柵極電壓調節器的啟動順序。
• 真關斷功能：升壓轉換器具有真關斷功能，降低功耗。
• 內部軟啟動：減少浪涌電流，保護設備。
• 過溫關斷：當芯片溫度超過 +165°C（典型值）時，設備自動關斷，溫度下降15°C后恢復正常工作。
• AEC-Q100認證：滿足汽車級應用的可靠性要求。

電氣特性

輸入電源范圍

INA輸入電源范圍為3V至5.5V，INA欠壓鎖定閾值為2.5V至2.9V（典型值2.7V）。

升壓轉換器

• 開關頻率：1.98MHz至2.42MHz（典型值2.20MHz）。
• 最大占空比：82%至93.5%。
• 電流限制：有低和高兩種升壓電流限制選項，分別為0.625A至0.78A和1.25A至1.87A。
• 輸出電壓范圍：從VINA到18V。

柵極電壓調節器

• 正柵極電壓調節器：輸出電壓范圍為5V至29V，CP過壓閾值為29.5V至30.5V。
• 負柵極電壓調節器：輸出電壓范圍為 -24V至 -2V。

1.8V/3.3V調節器控制器

輸出電壓可選1.8V或3.3V，FB上升時的PGOOD閾值分別為1.364V至1.396V（1.8V調節器選項）和2.4V至2.7V（3.3V調節器選項）。

設計要點

升壓轉換器設計

電感器選擇

選擇合適的電感值、電感飽和電流和直流電阻是關鍵。一般建議選擇30%至60%的峰 - 峰紋波電流與平均電流之比。電感值可通過公式 (L=frac{V{INA } × D}{LIR × I{INA } × f{SW}}) 計算，其中 (V{INA}) 為輸入電壓，(D) 為占空比，(LIR) 為紋波電流比，(I{INA}) 為平均升壓輸入電流，(f{SW}) 為開關頻率（2.2MHz）。

電容器選擇

輸入和輸出濾波電容器應選擇低ESR類型，其RMS額定值需滿足相應公式。輸出電壓的紋波與ESR和電容值有關，可通過公式 (Delta V{RIPPLE }=Delta V{ESR}+Delta V_{CAP}) 計算。

整流二極管選擇

應選擇肖特基二極管，其反向電壓承受能力至少為 (V{SH})，平均正向電流額定值應大于 (I{D}=I_{I N A} times(1-D))。

輸出電壓選擇

通過電阻分壓器調整升壓轉換器的輸出電壓，計算公式為 (R{TOP }=R{BOTTOM } timesleft(frac{V{O}}{V{FBP}}-1right))，其中 (V_{FBP}) 為反饋設定點（1V）。

環路補償

選擇合適的RCOMPV和CCOMPV來設置高頻積分器增益和積分器零點，以確保環路穩定性。可參考表格選擇初始值，并根據瞬態響應波形進行調整。

其他組件選擇

p - 通道FET選擇

用于控制升壓轉換器輸入的p - 通道FET應具有低導通電阻，通過RSG電阻控制其導通和關斷。

1.8V/3.3V調節器控制器npn雙極晶體管選擇

選擇具有足夠電流增益（hFE）和功率耗散能力的晶體管，以確保調節器的驅動能力。

電荷泵設計

根據輸出電壓需求選擇合適的電荷泵級數，計算輸出電壓和所需的電容值。

應用信息

功率耗散

該設備的功率耗散主要包括升壓轉換器、正柵極電壓調節器、負柵極電壓調節器和1.8V/3.3V調節器控制器的損耗。可通過相應公式估算各部分的功率耗散，并通過連接暴露焊盤到熱焊盤和大接地平面來實現最大熱傳遞。

布局考慮

PCB布局對設備的性能至關重要。應將去耦電容器盡可能靠近設備放置，連接電源接地平面和模擬接地平面，保持高電流路徑短而寬，將反饋電阻靠近設備放置，并將高速開關節點LXP遠離敏感模擬節點。

訂購信息

MAX16928有多種型號可供選擇，不同型號的調節器電壓和升壓電流限制不同，封裝均為20引腳TSSOP-EP。

總之，MAX16928是一款功能強大、性能穩定的汽車TFT-LCD電源解決方案，能為汽車電子工程師提供可靠的電源設計選擇。在實際應用中，工程師們可以根據具體需求進行合理的設計和調整，以充分發揮該產品的優勢。你在使用類似電源芯片時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗。