探索MAX17113：LCD電視多輸出電源的理想之選

在電子設備的世界里，電源管理是一個至關重要的環(huán)節(jié)，尤其是對于LCD電視和顯示器等設備。今天，我們將深入探討MAX17113這款專為TFT LCD面板設計的多輸出電源控制器，看看它如何為我們的設計帶來便利和高效。

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一、MAX17113概述

MAX17113是一款低成本、多輸出的電源控制器，它能夠從12V的穩(wěn)壓輸入為電視和顯示器中的TFT LCD面板生成所有的電源軌。該芯片集成了降壓和升壓調節(jié)器、正負電荷泵、雙模邏輯控制的高壓開關控制塊以及可調時序的電源良好輸出。它的輸入電壓范圍為8V至16.5V，非常適合直接由12V電源供電的LCD電視面板和LCD顯示器應用。

1.1 主要特點

• 優(yōu)化的輸入電源：適用于10.8V至13.2V的輸入電源，輸入電源范圍為8V至16.5V。
• 可選頻率：提供450kHz/600kHz的可選頻率，方便根據(jù)不同應用需求進行調整。
• 高效的調節(jié)器：采用電流模式的升壓和降壓調節(jié)器，內置功率MOSFET，高頻運行，可使用小電感和電容，實現(xiàn)緊湊的解決方案。
• 軟啟動功能：提供軟啟動功能，可限制啟動時的浪涌電流。
• 故障保護：具有電流限制功能和輸出故障關機保護，可防止電源在故障條件下受損。
• 可調輸出電壓：正負電荷泵調節(jié)器的輸出電壓可通過外部電阻分壓器進行調整。
• 高壓開關控制：集成邏輯控制的高壓開關，具有可調延遲。
• 電源良好輸出：提供可調的上電時序和電源良好輸出。

1.2 應用領域

MAX17113主要應用于LCD電視面板和LCD顯示器面板，為這些設備提供穩(wěn)定可靠的電源。

二、電氣特性分析

2.1 輸入電壓和電流

• 輸入電壓范圍：VIN和IN2的輸入電壓范圍為8.5V至16.5V。
• 靜態(tài)電流：在不同工作模式下，VIN + IN2的靜態(tài)電流有所不同，例如在待機模式下為3mA，關機模式下為300 - 600μA。
• 開關頻率：通過FSEL引腳可選擇開關頻率，連接VIN時為600kHz，連接AGND時為450kHz。

2.2 各調節(jié)器特性

2.2.1 降壓調節(jié)器

• 輸出電壓：固定模式下輸出電壓為3.3V，可調模式下輸出電壓范圍為1.5V至5.0V。
• 負載調節(jié)：在0.4A至2A的負載電流范圍內，直流負載調節(jié)率為0.5%。
• 軟啟動：軟啟動周期為3.3ms，可有效限制啟動時的浪涌電流。

2.2.2 升壓調節(jié)器

• 輸出電壓范圍：輸出電壓范圍為VIN至18V。
• 負載調節(jié)：在0A至滿載的負載電流范圍內，負載調節(jié)率為0.5%。
• 軟啟動：軟啟動周期為10ms，可有效限制啟動時的浪涌電流。

2.2.3 正負電荷泵調節(jié)器

• 輸出電壓：正電荷泵調節(jié)器的輸出電壓可通過FBP引腳進行調整，負電荷泵調節(jié)器的輸出電壓可通過FBN引腳進行調整。
• 軟啟動：正電荷泵調節(jié)器的軟啟動周期為3.3ms，負電荷泵調節(jié)器的軟啟動周期為2ms。

2.3 其他特性

• 電源良好輸出：PGOOD引腳可監(jiān)測降壓輸出電壓，當FB2電壓上升到0.94 - 1.06V時，PGOOD輸出低電平。
• 故障檢測：當輸出電壓低于故障檢測閾值時，MAX17113會觸發(fā)故障保護，經過一定時間后重啟或關機。

三、典型工作特性

3.1 降壓調節(jié)器

• 輸出電壓與負載電流：隨著負載電流的增加，輸出電壓的誤差在一定范圍內波動。
• 效率與負載電流：在不同負載電流下，降壓調節(jié)器的效率有所不同，輕載時效率較低，重載時效率較高。
• 負載瞬態(tài)響應：在負載突變時，降壓調節(jié)器能夠快速響應，保持輸出電壓的穩(wěn)定。

3.2 升壓調節(jié)器

• 效率與負載電流：升壓調節(jié)器的效率隨著負載電流的增加而提高。
• 軟啟動：在重載情況下，升壓調節(jié)器的軟啟動過程能夠有效限制浪涌電流。
• 負載瞬態(tài)響應：在負載突變時，升壓調節(jié)器能夠快速響應，保持輸出電壓的穩(wěn)定。

3.3 其他特性

• 開關頻率與輸入電壓：開關頻率隨著輸入電壓的變化而變化。
• 負載調節(jié)：正負電荷泵調節(jié)器的輸出電壓在不同負載電流下的調節(jié)情況。

四、引腳描述

MAX17113采用40引腳的薄型QFN封裝，各引腳具有不同的功能，以下是一些主要引腳的介紹：

• GON：低電平調節(jié)設定點輸入，用于設置VGON的下降調節(jié)電平。
• DRVP：正電荷泵驅動器輸出，連接到正電荷泵的飛跨電容。
• SRC：開關輸入，是內部高壓p溝道MOSFET的源極。
• MODE：高壓開關控制塊模式選擇輸入和時序調整輸入。
• FBP：正電荷泵調節(jié)器反饋輸入，用于設置正電荷泵調節(jié)器的輸出電壓。
• FBN：負電荷泵調節(jié)器反饋輸入，用于設置負電荷泵調節(jié)器的輸出電壓。
• REF：參考輸出，連接0.22μF的電容到AGND。
• FB2：降壓調節(jié)器反饋輸入，可選擇固定模式或可調模式。
• OUT：降壓調節(jié)器輸出電壓檢測輸入。
• VIN：內部5V線性調節(jié)器和啟動電路的輸入。

五、設計步驟

5.1 降壓調節(jié)器設計

5.1.1 電感選擇

根據(jù)輸出電壓、輸入電壓、負載電流和開關頻率等參數(shù)，選擇合適的電感值。電感的飽和電流應大于峰值電感電流，直流電阻應盡可能低。

5.1.2 輸入電容選擇

輸入電容用于減少電源的峰值電流和噪聲，通常根據(jù)輸入紋波電流要求和電壓額定值選擇。

5.1.3 輸出電容選擇

輸出電容的選擇應考慮輸出紋波電壓和負載瞬態(tài)響應的要求，電容的ESR應盡可能低。

5.1.4 整流二極管選擇

由于MAX17113的開關頻率較高，建議使用肖特基二極管作為整流二極管。

5.2 升壓調節(jié)器設計

5.2.1 電感選擇

根據(jù)輸出電壓、輸入電壓、負載電流和開關頻率等參數(shù)，選擇合適的電感值。電感的飽和電流應大于峰值電感電流，直流電阻應盡可能低。

5.2.2 輸出電容選擇

輸出電容的選擇應考慮輸出紋波電壓和負載瞬態(tài)響應的要求，電容的ESR應盡可能低。

5.2.3 輸入電容選擇

輸入電容用于減少電源的峰值電流和噪聲，通常根據(jù)輸入紋波電流要求和電壓額定值選擇。

5.2.4 整流二極管選擇

由于MAX17113的開關頻率較高，建議使用肖特基二極管作為整流二極管。

5.2.5 輸出電壓選擇

通過連接電阻分壓器到FB1引腳，可調整升壓調節(jié)器的輸出電壓。

5.2.6 環(huán)路補償

選擇合適的RCOMP和CCOMP值，以確保環(huán)路的穩(wěn)定性和良好的瞬態(tài)響應。

5.3 電荷泵調節(jié)器設計

5.3.1 電荷泵級數(shù)選擇

根據(jù)輸出電壓和輸入電壓等參數(shù)，選擇合適的電荷泵級數(shù)。

5.3.2 飛跨電容選擇

飛跨電容的電容值和電壓額定值應滿足要求，以確保電荷泵的正常工作。

5.3.3 輸出電容選擇

輸出電容的選擇應考慮輸出紋波電壓和負載瞬態(tài)響應的要求，電容的ESR應盡可能低。

5.3.4 輸出電壓選擇

通過連接電阻分壓器到FBP和FBN引腳，可調整正負電荷泵調節(jié)器的輸出電壓。

六、PCB布局和接地

PCB布局和接地對于MAX17113的正常工作至關重要，以下是一些布局和接地的建議：

• 最小化高電流環(huán)路面積：將每個DC - DC轉換器的電感、二極管和輸出電容靠近其輸入電容和LX_、GND_引腳放置，減少高電流環(huán)路的面積。
• 創(chuàng)建電源地島：為降壓調節(jié)器、升壓調節(jié)器和電荷泵分別創(chuàng)建電源地島，將輸入和輸出電容的地以及二極管的地連接在一起。
• 創(chuàng)建模擬地平面：創(chuàng)建一個模擬地平面，將AGND引腳、所有反饋分壓器的地連接、COMP和DEL電容的地連接以及器件的背面暴露焊盤連接在一起。
• 放置反饋電阻：將所有反饋電壓分壓器電阻盡可能靠近其相應的反饋引腳放置，減少反饋跡線的長度。
• 放置旁路電容：將VIN、VL和REF引腳的旁路電容盡可能靠近器件放置，確保良好的電源濾波效果。
• 最小化LX1和LX2節(jié)點：盡量減小LX1和LX2節(jié)點的尺寸，同時保持它們的寬度和長度，避免與反饋節(jié)點和模擬地靠近。

七、總結

MAX17113是一款功能強大、性能優(yōu)越的多輸出電源控制器，適用于LCD電視和顯示器等設備。它具有高效的調節(jié)器、軟啟動功能、故障保護等特點，能夠為TFT LCD面板提供穩(wěn)定可靠的電源。在設計過程中，我們需要根據(jù)具體的應用需求，合理選擇電感、電容、二極管等元件，并注意PCB布局和接地，以確保MAX17113的正常工作。你在使用MAX17113的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗和見解。