（二）LCD偏置特性

• 單電感實(shí)現(xiàn)正負(fù)輸出：獨(dú)特的單電感設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)正負(fù)輸出的同時(shí)，節(jié)省了電路板空間。
• 正負(fù)輸出可編程：正輸出在4.0V - 6.4V范圍內(nèi)可編程，負(fù)輸出在 -4.0V - -6.4V范圍內(nèi)可編程，且在 (V_{IN }> 3.0V) 時(shí)，(VVPO) 和 (VVNO) 可提供120mA的輸出電流。
• 1%的輸出電壓精度：保證了輸出電壓的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
• 1.2MHz開關(guān)頻率：與WLED驅(qū)動(dòng)的開關(guān)頻率不同，可減少相互干擾。
• 可配置的主動(dòng)放電功能：方便在關(guān)機(jī)時(shí)對(duì)輸出進(jìn)行放電。

（三）其他特性

• (I^{2}C) 接口：采用1.2V邏輯的 (I^{2}C) 接口，便于與其他設(shè)備進(jìn)行通信和控制。
• 欠壓鎖定（UVLO）：當(dāng)輸入電壓低于設(shè)定閾值時(shí)，芯片自動(dòng)鎖定，防止異常工作。
• 過溫保護(hù)（OTP）：當(dāng)芯片溫度過高時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入熱關(guān)斷狀態(tài)，保護(hù)芯片不受損壞。
• 短路保護(hù)（SCP）：在輸出短路時(shí)，及時(shí)保護(hù)芯片，避免損壞。
• 綠色WLCSP - 1.1×1.75 - 15B封裝：符合環(huán)保要求，且封裝尺寸小，適合小型化設(shè)備。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

SGM3810適用于智能手機(jī)、平板電腦和PAD等設(shè)備，為這些設(shè)備的TFT LCD提供穩(wěn)定的背光和偏置電源。

四、電氣特性

（一）輸入電壓和電流

輸入電壓范圍為2.5V - 5.5V，在不同工作狀態(tài)下，芯片的電流消耗有所不同。無負(fù)載時(shí)，電源電流在0.3 - 0.5mA之間；關(guān)機(jī)狀態(tài)下，電流僅為0.3 - 1.0μA。

（二）WLED驅(qū)動(dòng)參數(shù)

開關(guān)頻率為1.1 - 1.4MHz，最大Boost占空比為93.2% - 94.5%，開關(guān)MOSFET電流限制為1.05 - 2.2A，N溝道MOSFET導(dǎo)通電阻為0.35Ω，輸出過壓閾值為31.5 - 33V。

（三）SIDO偏置轉(zhuǎn)換器參數(shù)

開關(guān)頻率為1.05 - 1.35MHz，電感峰值電流為1.3 - 1.9A，正輸出電壓范圍為4.0 - 6.4V，負(fù)輸出電壓范圍為 -6.4 - -4.0V，輸出電流能力在 (V_{IN}=3.0V) 時(shí)可達(dá)120mA，輸出電壓精度在±45 - ±50mV之間，輸出紋波和負(fù)載調(diào)節(jié)性能良好。

（四）數(shù)字接口和熱關(guān)斷參數(shù)

(I^{2}C) 時(shí)鐘頻率為10 - 1000kHz，低電平輸入電壓為0.36V，高電平輸入電壓為0.8V。熱關(guān)斷閾值為150℃，熱關(guān)斷遲滯為20℃。

五、典型應(yīng)用與元件選擇

（一）典型應(yīng)用電路

文檔中給出了SGM3810的典型應(yīng)用電路，包括輸入電容、電感、二極管和輸出電容等元件的連接方式。通過合理選擇這些元件，可以優(yōu)化芯片的性能。

（二）元件選擇建議

• 電容：推薦使用X5R、X7R等低損耗的陶瓷電容，如CIN1選用22μF、16V、0603規(guī)格的電容，CIN2、CPO、CVPO和CVNO選用10μF、16V、0603規(guī)格的電容，CLED+選用1μF、50V、0402規(guī)格的電容。
• 電感：L1推薦使用10μH的電感，L2推薦使用4.7μH的電感。
• 二極管：建議選用具有低正向電壓、快速反向恢復(fù)速度和低結(jié)電容的肖特基二極管，如NXP的PMEG4010EH。

六、功能詳細(xì)解析

（一）使能與軟啟動(dòng)

SGM3810通過邏輯電平輸入HWEN來控制芯片的使能和禁用。當(dāng)HWEN為低且輸入電壓高于UVLO上升閾值時(shí)，芯片處于禁用狀態(tài)；當(dāng)HWEN為高時(shí)，芯片啟用，允許進(jìn)行 (I^{2}C) 寫入操作。芯片還集成了軟啟動(dòng)功能，通過限制GM/EA放大器的輸出電壓，確保Boost轉(zhuǎn)換器和SIDO轉(zhuǎn)換器的輸出電壓緩慢上升，避免浪涌電流。

（二）開路LED保護(hù)

在LED或 (R_{SET}) 斷開時(shí)，開路LED保護(hù)功能會(huì)關(guān)閉WLED驅(qū)動(dòng)器，防止芯片損壞。芯片會(huì)在每個(gè)開關(guān)周期監(jiān)測LEDSW引腳的電壓，當(dāng)該電壓連續(xù)8個(gè)周期超過 (V{ovP}) 閾值時(shí)，關(guān)閉開關(guān)FET并關(guān)閉WLED驅(qū)動(dòng)器。

（三）WLED驅(qū)動(dòng)器關(guān)機(jī)

將WLED_EN位設(shè)置為0時(shí)，WLED驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入關(guān)機(jī)模式，內(nèi)部開關(guān)FET停止工作，芯片處于低損耗狀態(tài)。同時(shí)，LED陣列的最小正向電壓應(yīng)高于最大輸入電壓，以避免直流電流路徑導(dǎo)致LED陣列異常工作。

（四）WLED電流編程

通過外部電流檢測電阻 (R{SET}) 和 (I^{2}C) 接口，可以對(duì)LED電流進(jìn)行編程。LED電流計(jì)算公式為 (LED =frac{V{FB}}{R{SET}})，其中 (V{FB}) 由內(nèi)部參考電壓 (V_{REF_LED}) 決定，最大為200mV。

（五）LCD偏置VPO和VNO

芯片提供正負(fù)兩個(gè)獨(dú)立的電源軌，用于為TFT LCD顯示器供電。采用獨(dú)特的SIDO控制方案，可抑制兩軌之間的負(fù)載交叉干擾。輸出電壓可通過 (V_{POSET}[4:0]) 和 (V{NO_SET}[4:0]) 位進(jìn)行編程，關(guān)機(jī)時(shí)可對(duì)VPO和VNO進(jìn)行放電，放電功能可通過寫入DISP和DISN位進(jìn)行控制。

（六）故障標(biāo)志

SGM3810會(huì)監(jiān)測故障事件，并在故障標(biāo)志寄存器中指示，如WLED過壓、VPO短路、VNO短路、VPO過壓、VNO過壓和熱關(guān)斷等。

（七）欠壓鎖定和過流保護(hù)

芯片集成了欠壓鎖定功能，當(dāng)VIN引腳電壓超過UVLO上升閾值時(shí)，芯片啟用；當(dāng)VIN電壓低于UVLO下降閾值時(shí)，芯片禁用。同時(shí)，芯片還具備過流保護(hù)功能，通過監(jiān)測電感電流，當(dāng)電流超過限制時(shí)，關(guān)閉充電開關(guān)，使電感放電。

（八）LCD偏置短路保護(hù)

當(dāng)VPO或VNO輸出短路到地時(shí)，SIDO轉(zhuǎn)換器的電流限制會(huì)降低到750mA。若出現(xiàn)VPO或VNO輸出未調(diào)節(jié)、輸出電壓偏離設(shè)定值等情況，轉(zhuǎn)換器會(huì)關(guān)閉。

（九）EMI和聲學(xué)干擾

為了減少芯片工作時(shí)的EMI，可在輸入電源路徑中插入鐵氧體磁珠，并確保線路路徑短而直接。

七、I2C串行接口與數(shù)據(jù)通信

SGM3810采用標(biāo)準(zhǔn)的 (I^{2}C) 接口進(jìn)行參數(shù)編程和狀態(tài)報(bào)告。 (I^{2}C) 是一種兩線串行通信接口，可實(shí)現(xiàn)主設(shè)備與從設(shè)備之間的雙向通信。芯片作為從設(shè)備，地址為0x36，具有六個(gè)8位寄存器。

（一）物理層

總線線路通過上拉電阻拉高，空閑時(shí)處于邏輯高電平狀態(tài)。SDA引腳為開漏輸出，芯片不支持通用調(diào)用。

（二）數(shù)據(jù)通信

• 起始和停止條件：主設(shè)備在總線空閑時(shí)通過產(chǎn)生起始條件控制總線，數(shù)據(jù)傳輸完成后通過產(chǎn)生停止條件釋放總線。
• 數(shù)據(jù)位傳輸和有效性：數(shù)據(jù)位在時(shí)鐘高電平期間必須保持穩(wěn)定，SDA狀態(tài)只能在時(shí)鐘低電平時(shí)改變。
• 字節(jié)格式：數(shù)據(jù)以8位數(shù)據(jù)包的形式傳輸，每個(gè)數(shù)據(jù)包后跟隨一個(gè)確認(rèn)位，用于告知發(fā)送方接收方是否準(zhǔn)備好接收下一個(gè)字節(jié)。
• 確認(rèn)和非確認(rèn)：接收方在每個(gè)字節(jié)傳輸后回復(fù)確認(rèn)位，告知發(fā)送方是否繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。
• 數(shù)據(jù)方向位和尋址從設(shè)備：主設(shè)備發(fā)送的第一個(gè)字節(jié)包含目標(biāo)從設(shè)備地址和數(shù)據(jù)方向位（R/W），用于指示讀寫操作。

（三）多讀寫操作

SGM3810支持多讀寫操作，在多寫操作中，主設(shè)備發(fā)送的每個(gè)新數(shù)據(jù)字節(jié)會(huì)寫入設(shè)備的下一個(gè)寄存器；在多讀操作中，主設(shè)備接收第一個(gè)寄存器數(shù)據(jù)后，通過回復(fù)確認(rèn)位請(qǐng)求從設(shè)備發(fā)送下一個(gè)寄存器數(shù)據(jù)。

八、寄存器映射

SGM3810的寄存器均為8位，包括VPO_SET、VNO_SET、VREF_LB、VREF_HB、ENABLE和FLAG等寄存器，用于設(shè)置輸出電壓、亮度調(diào)光、使能控制和故障標(biāo)志等。

九、應(yīng)用信息與布局考慮

（一）布局考慮

在設(shè)計(jì)SGM3810的電路板布局時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

• 減小開關(guān)節(jié)點(diǎn)面積：開關(guān)引腳（LED_SW、SWP和SWN）承載高電流且上升和下降沿較快，應(yīng)盡量減小開關(guān)節(jié)點(diǎn)的面積，以降低EMI。
• 縮短電流路徑：高電流路徑應(yīng)盡可能寬且短，以減少線路上的電壓降和熱損耗。
• 合理放置電容：輸入電容CIN1和CIN2應(yīng)靠近VIN引腳和PGND引腳，輸出電容CVPO和CVNO應(yīng)靠近VPO和VNO引腳，以減少寄生參數(shù)的影響。
• 優(yōu)化信號(hào)接地：信號(hào)接地應(yīng)使用短走線，并與電源接地走線分開，在靠近PGND引腳處單點(diǎn)連接。

（二）布局示例

文檔中給出了SGM3810的PCB布局示例，包括頂層和底層的布局圖，為實(shí)際設(shè)計(jì)提供了參考。

十、總結(jié)

SGM3810是一款功能強(qiáng)大的TFT LCD偏置電源和WLED驅(qū)動(dòng)芯片，具有高效率、低EMI、高輸出電壓和完善的保護(hù)功能等特點(diǎn)。通過合理選擇元件和優(yōu)化布局，可以充分發(fā)揮芯片的性能，為TFT LCD顯示設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的電源解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，電子工程師需要根據(jù)具體需求，深入理解芯片的特性和工作原理，靈活運(yùn)用芯片的各項(xiàng)功能，以實(shí)現(xiàn)最佳的設(shè)計(jì)效果。大家在使用SGM3810的過程中，是否遇到過一些獨(dú)特的問題或有一些巧妙的應(yīng)用技巧呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。