TFT-LCD顯示器在汽車市場占據(jù)主導(dǎo)地位，因為它們進入了與競爭技術(shù)的競爭階段。在此階段，它們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^在設(shè)計中實現(xiàn)更高的效率和更高的集成度來保持高度競爭力。在此設(shè)計解決方案中，我們回顧了一種典型的非集成TFT-LCD顯示系統(tǒng)，并將其與高度集成的方法進行了比較，突出了后者在BOM和PCB尺寸減小方面的優(yōu)勢。通過高度集成的方法，整個電源管理系統(tǒng)只需兩個IC即可實現(xiàn)，與新興技術(shù)相比，實現(xiàn)了更高的競爭力。

介紹

令人驚訝的是，我們在汽車中對顯示器的依賴程度。“我有一輛漂亮的車給你！”一位汽車租賃運營商最近告訴我。當(dāng)我們?nèi)ネ＼噲鰰r，我注意到這輛車確實很漂亮......但是沒有GPS導(dǎo)航！各種可怕的場景開始在我腦海中實現(xiàn)。在天堂里，我怎么能離開這里，找到自己的路？接線員讀懂了我的想法：“沒關(guān)系，”他說。我們回去了，他為我找到了一輛帶GPS導(dǎo)航的汽車。

顯示器在現(xiàn)代汽車中無處不在，從儀表盤到中控式觸摸屏、后座娛樂系統(tǒng)等。如今，汽車顯示器市場由TFT-LCD技術(shù)主導(dǎo)，而OLED的使用預(yù)計將在未來發(fā)揮重要作用。在這種競爭激烈的場景中，TFT-LCD顯示器可以從系統(tǒng)優(yōu)化中受益匪淺，該系統(tǒng)優(yōu)化源于為顯示器供電的電子設(shè)備的更高集成度。這將減小BOM和PCB尺寸，從而顯著節(jié)省成本并提高對新興技術(shù)的競爭力。反過來，更小的電子設(shè)備允許在相同的空間內(nèi)實現(xiàn)更纖薄的外形或更多的功能。

在此設(shè)計解決方案中，我們首先回顧典型電源管理TFT-LCD顯示器的挑戰(zhàn)。隨后，我們將介紹一種高度集成的解決方案，可大大降低電源管理PCB尺寸和BOM。

典型的TFT-LCD顯示系統(tǒng)

圖2所示為典型的TFT-LCD顯示系統(tǒng)。顯示器通過多個電源軌接收電源，并通過解串器接收信號，將串行LVDS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RGB格式的并行接口。高壓降壓轉(zhuǎn)換器 （HV BUCK1） 提供 3.3V 主電源軌 （V抄送），為其余低壓電路供電，而高電壓、低待機電流 LDO （HV LDO1） 為 MCU 提供始終開啟的電源。如果輸入不是周期性脈沖，看門狗定時器將重置本地MCU，從而檢測失控代碼。

圖2.TFT-LCD顯示器電源管理分立實現(xiàn)。

這種電源管理實現(xiàn)需要5個不同的IC，占用大量的PCB空間，既麻煩又昂貴。

集成解決方案

最先進的單芯片混合信號工藝首次允許將五塊堆棧（如圖2左側(cè)所示）集成到單個PMIC中，如圖3所示。這種集成允許更好地控制和排序各種電壓軌。與分立式實現(xiàn)方案相比，PMIC可以輕松容納其他功能。例如，通過開關(guān)控制電池電源軌有助于避免在輸出短路的情況下耗盡電池電量，因為PMIC會立即關(guān)閉開關(guān)。

圖3.雙芯片高度集成的解決方案。

LED背光和TFT驅(qū)動器功能可通過另一個高度集成的芯片MAX20069實現(xiàn)。該解決方案僅用兩個芯片即可解決整個LCD顯示器電源管理問題。

高度集成的PMIC

例如，MAX16923（圖4）為電源管理IC，設(shè)計用于適應(yīng)現(xiàn)代汽車TFT-LCD顯示器中使用的主電源軌。高壓降壓轉(zhuǎn)換器輸出可為5V或3.3V;而低壓降壓轉(zhuǎn)換器將電壓調(diào)節(jié)至 3.3V、1.8V、1.2V 或 1.1V;低壓線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生 3.3V、1.8V、1.5V 或 1V 的輸出電壓（所有 OTP 選項）。高壓線性穩(wěn)壓器從 BATT 提供的電壓產(chǎn)生 3.3V 輸出。單個 START 控制引腳啟動啟動序列，從而簡化器件控制。電源良好信號可用于監(jiān)視高壓LDO、高壓降壓轉(zhuǎn)換器、低壓降壓轉(zhuǎn)換器和LDO。外部 P 溝道 MOSFET 控制模塊允許將電池電壓切換到下游器件，例如背光升壓轉(zhuǎn)換器。該 IC 采用 4mm x 4mm 20 引腳 TQFN 封裝，工作溫度范圍為 -40°C 至 +105°C。

圖4.高度集成的PMIC適用于現(xiàn)代汽車TFT-LCD顯示器中使用的主電源軌。

這種集成產(chǎn)生了480mm2PCB，比競爭對手的非集成解決方案小三分之一，允許在更小的空間內(nèi)實現(xiàn)纖薄的顯示器設(shè)計或更多功能，同時控制成本。

結(jié)論

TFT-LCD顯示器主導(dǎo)著汽車市場，與新興顯示技術(shù)相比，正在進入競爭激烈的階段。高集成度降低了尺寸和成本，實現(xiàn)了更纖薄的設(shè)計，從而擴展了TFT-LCD顯示器的競爭力。在這個設(shè)計解決方案中，我們展示了通過在單個芯片中集成五個獨立的功能，我們將功率部分的PCB尺寸減小了三分之一?，F(xiàn)在，整個電源和驅(qū)動管理系統(tǒng)可以通過兩個高度集成的芯片來實現(xiàn)。這樣可以顯著降低成本，并能夠在同一空間內(nèi)設(shè)計纖薄的外形或添加更多功能。

審核編輯：郭婷