深入解析 TPS65136：AMOLED 電源的理想選擇

在當(dāng)今的電子設(shè)備中，AMOLED 顯示屏憑借其出色的顯示效果，如高對(duì)比度、廣視角和快速響應(yīng)時(shí)間等，得到了廣泛的應(yīng)用。而 TPS65136 作為一款專門為 AMOLED 顯示屏設(shè)計(jì)的電源管理芯片，能夠提供正負(fù)極電源軌，為 AMOLED 顯示屏提供了高質(zhì)量的電源解決方案。今天，我們就來(lái)深入了解一下這款芯片。

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產(chǎn)品特性

寬輸入電壓范圍與高精度輸出

TPS65136 的輸入電壓范圍為 2.3V 至 5.5V，能夠適應(yīng)多種電源場(chǎng)景。同時(shí)，它具備 1% 的輸出電壓精度，確保了輸出電壓的穩(wěn)定性。這對(duì)于對(duì)電源要求較高的 AMOLED 顯示屏來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，能夠有效保證顯示屏的顯示質(zhì)量。

低噪聲與高功率輸出

該芯片采用低噪聲設(shè)計(jì)，減少了電源噪聲對(duì) AMOLED 顯示屏的干擾。在 (V_{in }=2.9 ~V) 時(shí)，它能夠提供 750mW 的輸出功率，滿足 AMOLED 顯示屏的功率需求。

SIMO 技術(shù)與多輸出特性

TPS65136 采用了單電感多輸出（SIMO）技術(shù)，通過(guò)一個(gè)電感實(shí)現(xiàn)了正負(fù)極輸出電壓的生成。它提供固定的 4.6V 正輸出電壓，以及低至 -6V 的負(fù)輸出電壓，滿足了 AMOLED 顯示屏對(duì)正負(fù)極電源的需求。

高級(jí)節(jié)能模式與保護(hù)功能

芯片具備高級(jí)節(jié)能模式，在輕負(fù)載時(shí)能夠降低開關(guān)頻率，提高效率。同時(shí)，它還擁有過(guò)壓保護(hù)、短路保護(hù)、熱關(guān)斷等多種保護(hù)功能，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。

應(yīng)用領(lǐng)域

TPS65136 主要應(yīng)用于主動(dòng)矩陣 OLED（AMOLED）顯示屏的電源供應(yīng)，適用于手機(jī)、智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備。其寬輸入電壓范圍和高效的電源轉(zhuǎn)換能力，使其成為 AMOLED 顯示屏電源設(shè)計(jì)的理想選擇。

電氣特性

供電電流與使能特性

在正常工作時(shí)，輸入電壓范圍為 2.3V 至 5.5V，工作靜態(tài)電流 (IQ) 為 1.7mA，關(guān)斷電流 (I{SD}) 為 0.1 至 2μA。使能引腳的邏輯高電平電壓 (V_H) 為 1.2V，邏輯低電平電壓 (V_L) 為 0.4V，內(nèi)部下拉電阻 (R) 為 500kΩ。

輸出特性

正輸出電壓調(diào)節(jié)范圍為 4.554V 至 4.646V，負(fù)輸出電壓范圍為 -2.5V 至 -6V。正輸出過(guò)壓保護(hù)在輸出電流為 10mA 時(shí)，保護(hù)電壓為 5.5V 至 7V；負(fù)輸出過(guò)壓保護(hù)為 -7.6V 至 -6V。

其他特性

開關(guān)電流限制（M2）在 (V{in }=3.7 ~V) 時(shí)為 620 至 940mA，在 (V{in }=2.5 ~V) 時(shí)為 720 至 1120mA。輸出功率在 (V{pos } - V{neg } ≤ 10 V) 且 (V_{in }=2.9 ~V) 時(shí)為 750mW。開關(guān)頻率在輸出電流為 30mA 時(shí)為 1MHz，在輸出電流為 0mA 時(shí)為 40kHz。

典型特性

效率與負(fù)載電流關(guān)系

從效率與負(fù)載電流的關(guān)系曲線可以看出，在不同的輸入電壓下，芯片的效率隨著負(fù)載電流的變化而變化。使用 4.7μH 電感時(shí)，效率相對(duì)較高，這是因?yàn)槠潆姼屑y波電流較小，減少了電感的磁芯和磁化損耗。

不同負(fù)載電流下的工作模式

在輕負(fù)載電流時(shí)，芯片工作在不連續(xù)導(dǎo)通模式（DCM），采用峰值電流模式控制；在高負(fù)載電流時(shí)，工作在連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM），采用固定關(guān)斷時(shí)間的峰值電流控制。

線路瞬態(tài)響應(yīng)

線路瞬態(tài)響應(yīng)測(cè)試表明，在不同的輸出電流下，芯片能夠快速響應(yīng)輸入電壓的變化，保證輸出電壓的穩(wěn)定。

詳細(xì)工作原理

TPS65136 采用四開關(guān)降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)?，通過(guò)一個(gè)電感實(shí)現(xiàn)正負(fù)極輸出電壓的生成。它有兩個(gè)控制回路，一個(gè)誤差放大器用于設(shè)置正輸出電壓，接地誤差放大器將 FBG 調(diào)節(jié)到 0V，通過(guò)外部反饋分壓器設(shè)置負(fù)輸出電壓。

在開關(guān)周期的第一個(gè)階段，M1 和 M2 閉合，電感連接到輸入電源和地；在第二個(gè)階段，M4 和 M3 閉合，電感向正負(fù)極輸出放電。由于電感同時(shí)向兩個(gè)輸出放電，輸出電壓可以高于或低于輸入電壓。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)

電容選擇

輸入電容通常選擇 10μF 的陶瓷電容，較大的電容值可以降低輸入電壓紋波。輸出電容一般選擇 4.7μF 的電容，對(duì)于更高負(fù)載電流的應(yīng)用，可以選擇更大的電容值來(lái)改善線路瞬態(tài)響應(yīng)。

電感選擇

電感的選擇對(duì)芯片的性能有重要影響?？梢赃x擇 4.7μH 或 2.2μH 的電感，4.7μH 電感的紋波電流較小，能夠提高整體轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，電感的飽和電流應(yīng)根據(jù)應(yīng)用的最大輸出電流選擇，一般為 900mA。

PCB 布局

良好的 PCB 布局對(duì)于電源設(shè)計(jì)至關(guān)重要。應(yīng)將功率組件（如電感、輸入和輸出電容）盡可能靠近芯片引腳放置，參考輸出電壓 VAUX 的旁路電容應(yīng)靠近引腳 4。功率走線應(yīng)使用粗而寬的走線，采用公共接地平面或星形接地連接。

總結(jié)

TPS65136 是一款專為 AMOLED 顯示屏設(shè)計(jì)的高性能電源管理芯片，具有寬輸入電壓范圍、高精度輸出、低噪聲、高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)合理選擇電容、電感和優(yōu)化 PCB 布局，能夠充分發(fā)揮芯片的性能，為 AMOLED 顯示屏提供穩(wěn)定可靠的電源。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師們可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，靈活運(yùn)用這些設(shè)計(jì)要點(diǎn)，打造出優(yōu)秀的電源解決方案。

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