隨著消費(fèi)者追求極致的平板視覺體驗(yàn)，目前市場(chǎng)上最新一代的平板電腦LCD屏幕的尺寸、分辨率和刷新率的規(guī)格都越來越高，這些變化使得設(shè)計(jì)LCD偏壓供電電路的面臨越來越大的挑戰(zhàn)。

以下是平板電腦不同分辨率下對(duì)LCD偏壓IC平均電流和峰值電流輸出能力的要求。我們可以看到在3K LCD屏幕對(duì)偏壓IC的平均電流是220mA，峰值電流更是高達(dá)恐怖的450mA。

我們以安世公司出品的NEX10001為例，來看最新一代的偏壓芯片如何應(yīng)對(duì)高清LCD屏幕的供電挑戰(zhàn)。

如何應(yīng)對(duì)更大的平均電流

下圖是平板電腦LCD屏幕系統(tǒng)框圖。NEX10001 PMIC芯片需要提供合適的正負(fù)電壓VPOS和VNEG給顯示驅(qū)動(dòng)芯片(DDIC)供電。DDIC把主機(jī)通過MIPI傳送來的顯示信息處理后分別控制下級(jí)的驅(qū)動(dòng)模塊最終實(shí)現(xiàn)平板電腦LCD畫面顯示。更高的分辨率可能要用到多顆DDIC級(jí)聯(lián)來驅(qū)動(dòng)更多顯示像素，這考驗(yàn)著偏壓芯片的供電能力和轉(zhuǎn)換效率。NEX10001內(nèi)部使用的低至100毫歐的功率管，在輕載模式下可以做到大于85%效率，即使在滿載220mA下芯片依然可以保持82%的效率。

如何應(yīng)對(duì)更大的瞬態(tài)電流

高清LCD屏幕模組的負(fù)載電流會(huì)呈現(xiàn)極大的瞬態(tài)變化，峰值電流更是高達(dá)恐怖的450mA。NEX10001通過內(nèi)部可調(diào)的headroom和配置合適的輸出電容，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)響應(yīng)結(jié)果。

2.1內(nèi)部可調(diào)的headroom

NEX10001的Boost升壓輸出電壓VREG是可以根據(jù)輸出電壓值自動(dòng)調(diào)節(jié)的。Headroom電壓指VREG與VPOS或VNEG的差值電壓，如以下公式。NEX10001默認(rèn)的headroom電壓值為500mV。芯片可以通過上電賦值0x03寄存器的Bit5和Bit4位來改變headroom的電壓。更高的headroom電壓可以讓輸出的動(dòng)態(tài)性能更高。

2.2 輸入輸出電容選擇

高清LCD屏幕模組的瞬態(tài)抽載電流雖然很高但其脈沖時(shí)間卻很短，一般在5us以內(nèi)。通過適當(dāng)?shù)脑黾虞敵鲭娙葜担梢宰屫?fù)載瞬態(tài)峰值電流由輸出電容短暫提供，避免NEX10001觸發(fā)限流保護(hù)。下圖是高清平板電腦中NEX10001的應(yīng)用波型，可以看到VNEG的瞬態(tài)負(fù)載脈沖電流為350mA。在VNEG適當(dāng)增加10uf電容后，經(jīng)由NEX10001的VNEG負(fù)載脈沖電流減少為119mA。

△ VNEG瞬態(tài)峰值電流值350mA

△ VNEG輸出電容增加10uF, 瞬態(tài)峰值電流值119mA

2.3 優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)響應(yīng)結(jié)果

下圖是NEX10001的Headroom配置在600mV, C_REG選用22uF, C_OUTN選用10uF和22uF并聯(lián)的瞬態(tài)峰值電流動(dòng)態(tài)測(cè)試結(jié)果。根據(jù)測(cè)試結(jié)果我們可以發(fā)現(xiàn)，NEX10001 在380mA / 420mA / 450mA 三種瞬態(tài)峰值負(fù)載電流下正端和負(fù)端的紋波電壓都在300mV(<5%輸出電壓)以內(nèi)。 NEX10001能夠很好滿足高清 LCD屏幕的大電流驅(qū)動(dòng)需求并能有效把輸出紋波壓制在理想范圍內(nèi)。?

結(jié)語

綜上所述，Nexperia（安世半導(dǎo)體）的LCD電源管理芯片的NEX10001系列具有效率高，輸出電流能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可以適配最新一代的平板電腦LCD高清屏幕。

想了解更多關(guān)于Nexperia（安世半導(dǎo)體）關(guān)于LCD電源管理芯片的資料，請(qǐng)點(diǎn)擊「閱讀原文」，至安世半導(dǎo)體中文官網(wǎng)模擬和邏輯IC頁面查閱。

本文作者

譚長裕

安世半導(dǎo)體IC解決方案事業(yè)部系統(tǒng)及應(yīng)用管理

首席應(yīng)用工程師

Nexperia (安世半導(dǎo)體)

Nexperia（安世半導(dǎo)體）總部位于荷蘭，是一家在歐洲擁有豐富悠久發(fā)展歷史的全球性半導(dǎo)體公司，目前在歐洲、亞洲和美國共有12,500多名員工。作為基礎(chǔ)半導(dǎo)體器件開發(fā)和生產(chǎn)的領(lǐng)跑者，Nexperia（安世半導(dǎo)體）的器件被廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)、移動(dòng)和消費(fèi)等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，幾乎為世界上所有電子設(shè)計(jì)的基本功能提供支持。

Nexperia（安世半導(dǎo)體）為全球客戶提供服務(wù)，每年的產(chǎn)品出貨量超過1,000億件。這些產(chǎn)品在效率（如工藝、尺寸、功率及性能）方面成為行業(yè)基準(zhǔn)，獲得廣泛認(rèn)可。Nexperia（安世半導(dǎo)體）擁有豐富的IP產(chǎn)品組合和持續(xù)擴(kuò)充的產(chǎn)品范圍，并獲得了IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001和ISO 45001標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，充分體現(xiàn)了公司對(duì)于創(chuàng)新、高效、可持續(xù)發(fā)展和滿足行業(yè)嚴(yán)苛要求的堅(jiān)定承諾。

Nexperia：效率致勝。