MAX25530：汽車TFT-LCD應(yīng)用的理想電源和背光驅(qū)動(dòng)方案

在汽車電子領(lǐng)域，TFT-LCD顯示屏的應(yīng)用越來越廣泛，從汽車儀表盤到中控信息顯示，再到抬頭顯示和導(dǎo)航系統(tǒng)，都離不開高質(zhì)量的顯示支持。而MAX25530作為一款高度集成的TFT電源和LED背光驅(qū)動(dòng)IC，為汽車TFT-LCD應(yīng)用提供了出色的解決方案。今天，我們就來深入了解一下這款芯片。

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一、芯片概述

MAX25530專為汽車TFT-LCD應(yīng)用而設(shè)計(jì)，集成了多種功能模塊。它包含一個(gè)升降壓轉(zhuǎn)換器、一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器、兩個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)電源，以及一個(gè)升壓/SEPIC轉(zhuǎn)換器，能夠?yàn)轱@示屏背光中的一到四串LED供電。同時(shí)，它還具備4路輸出的TFT-LCD偏置電源，可滿足不同的電壓需求。

二、電源供應(yīng)模塊

（一）源極驅(qū)動(dòng)電源

源極驅(qū)動(dòng)電源由一個(gè)同步升壓轉(zhuǎn)換器和一個(gè)反相升降壓轉(zhuǎn)換器組成。同步升壓轉(zhuǎn)換器可產(chǎn)生高達(dá) +18V 的電壓，而反相升降壓轉(zhuǎn)換器能產(chǎn)生低至 -7V 的電壓。正源極驅(qū)動(dòng)器最大可提供 120mA 的電流，負(fù)源極驅(qū)動(dòng)器則能提供 100mA 的電流。正源極驅(qū)動(dòng)器的電源調(diào)節(jié)電壓（VPOS）可以通過在 FBP 上連接外部電阻分壓器或通過 (I^{2}C) 接口進(jìn)行設(shè)置，負(fù)源極驅(qū)動(dòng)器的電源電壓（VNEG）始終嚴(yán)格調(diào)節(jié)為 -VPOS（最低至 -7V）。源極驅(qū)動(dòng)電源的輸入電壓范圍為 2.8V 至 5.5V。

（二）柵極驅(qū)動(dòng)電源

柵極驅(qū)動(dòng)電源由穩(wěn)壓電荷泵組成，可產(chǎn)生 +28V 至 -21.5V 的電壓，每個(gè)電源根據(jù)具體配置可提供 10mA 或更多的電流。

三、LED驅(qū)動(dòng)模塊

（一）四串LED驅(qū)動(dòng)

MAX25530具備四串LED驅(qū)動(dòng)器，可通過單獨(dú)的輸入電壓（VBATT）工作，每串LED最大可提供 150mA 的電流。它采用邏輯控制的脈寬調(diào)制（PWM）調(diào)光，最小脈寬低至 500ns，并且支持LED串之間的相移功能。相移功能開啟時(shí)，每串LED在不同時(shí)間開啟，可降低輸入和輸出紋波以及可聽噪聲；相移功能關(guān)閉時(shí)，電流沉同時(shí)開啟，還可實(shí)現(xiàn)電流沉的并聯(lián)連接。

（二）自適應(yīng)電壓優(yōu)化

芯片具備自適應(yīng)電壓控制功能，可根據(jù)LED串的正向電壓調(diào)整轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，從而最小化恒流沉驅(qū)動(dòng)器上的電壓降，降低器件的功耗。

（三）寬調(diào)光范圍

在 200Hz 的調(diào)光頻率下，芯片可提供高達(dá) 10,000:1 的PWM調(diào)光范圍，且調(diào)光脈沖可窄至 500ns。

四、輸出序列控制

MAX25530的所有電源域的啟動(dòng)和關(guān)閉序列可通過七種預(yù)設(shè)模式之一進(jìn)行控制，這些模式可通過 SEQ 引腳的電阻或 (I^{2}C) 接口進(jìn)行選擇。在 (I^{2}C) 模式下，可使用各個(gè)調(diào)節(jié)器使能位控制任何序列；當(dāng)啟用除 HVINP 之外的調(diào)節(jié)器時(shí)，HVINP 升壓會(huì)自動(dòng)啟用（如果之前未激活），并且在 HVINP 的軟啟動(dòng)完成后，第二個(gè)調(diào)節(jié)器才會(huì)啟用。

五、故障保護(hù)機(jī)制

芯片具備強(qiáng)大的故障和過載保護(hù)功能。在獨(dú)立模式下，如果 DGVEE、NEG、POS 或 DGVDD 輸出中的任何一個(gè)降至其預(yù)期調(diào)節(jié)電壓的 80%（典型值）以下超過 50ms（典型值），或者任何輸出出現(xiàn)短路情況，故障軌將鎖存關(guān)閉，其他輸出將遵循關(guān)閉序列，并設(shè)置故障狀態(tài)。在 (I^{2}C) 模式下，僅故障輸出會(huì)自動(dòng)禁用。同時(shí)，TFT 和 WLED 部分都具備熱故障檢測(cè)功能，僅導(dǎo)致熱過載的部分會(huì)關(guān)閉，當(dāng)芯片溫度下降 15°C 時(shí)，熱故障將清除。

六、電氣特性與性能

（一）輸入輸出電壓范圍

• 源極驅(qū)動(dòng)電源輸入電壓范圍為 2.8V 至 5.5V。
• LED 驅(qū)動(dòng)器輸入電壓范圍為 4.5V 至 42V。
• 升壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓范圍根據(jù)不同條件有所變化，如 (V{IN}<4V) 時(shí)為 5V 至 18V，(V{IN}>4V) 時(shí)為 (V_{IN}+1) 至 18V。

（二）開關(guān)頻率

• TFT 部分開關(guān)頻率可設(shè)置為 430kHz 或 2.2MHz。
• 升壓/SEPIC 控制器開關(guān)頻率默認(rèn) 2.2MHz，可通過設(shè)置調(diào)整。

（三）電流控制與調(diào)節(jié)

• 每串 LED 電流可通過連接在 ISET 與 GND 之間的電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)，范圍為 20mA 至 150mA。
• 源極驅(qū)動(dòng)電源正源極驅(qū)動(dòng)器最大可提供 120mA 電流，負(fù)源極驅(qū)動(dòng)器可提供 100mA 電流。

七、應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

（一）典型應(yīng)用電路

文檔中給出了 (I^{2}C) 模式、獨(dú)立模式以及 (I^{2}C) 模式下 SEPIC 拓?fù)涞牡湫蛻?yīng)用電路示例，為工程師的設(shè)計(jì)提供了參考。

（二）元件選擇與計(jì)算

在設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)具體需求選擇合適的元件，如電感、電容、二極管等。例如，升壓轉(zhuǎn)換器電感的選擇需要根據(jù)開關(guān)頻率和輸出電壓要求進(jìn)行，在 430kHz 開關(guān)頻率且 (V{pos}<10V) 時(shí)，可選擇 4.7μH 的電感；在 2.2MHz 開關(guān)頻率且 (V{pos}>10V) 時(shí)，可選擇 2.2μH 的電感。同時(shí)，還需要進(jìn)行一些參數(shù)計(jì)算，如電流感測(cè)電阻、斜率補(bǔ)償電阻等。

八、總結(jié)

MAX25530以其高度集成的特性、豐富的功能以及出色的性能，為汽車TFT-LCD應(yīng)用提供了一站式的解決方案。它不僅能夠滿足汽車環(huán)境下的各種電壓和電流需求，還具備完善的故障保護(hù)機(jī)制和靈活的控制方式，有助于工程師簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程，提高產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求，合理選擇元件和設(shè)置參數(shù)，以充分發(fā)揮 MAX25530 的優(yōu)勢(shì)。大家在使用過程中遇到過哪些問題或者有什么獨(dú)特的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。