一種基于TPS65105的TFT-LCD電源設計

0 引言

TPS65105 是一個(gè)混合式DC/DC變換器集成電路芯片。它專(zhuān)門(mén)為薄膜式晶體管(TFT)LCD 顯示器供電而設計的，針對LCD 的供電要求能夠提供三路輸出電壓。該芯片內部輔助式線(xiàn)性穩壓器能夠從5 V 的輸入電源中為供電系統提供3.3 V的總線(xiàn)電源電壓輸出。

其內部的主輸出Vol 是一個(gè)工作頻率高達1.6 MHz的固定頻率PWM升壓式DC/DC變壓器，它能夠為L(cháng)CD顯示器的驅動(dòng)源提供一個(gè)供電電壓。該芯片內部還集成了一個(gè)具有不同功率開(kāi)關(guān)電流極限值的DC/DC變換器控制器。TPS65105 的功率開(kāi)關(guān)電流極限典型值為2.3A.集成在芯片內部的完整的電荷泵除輸出電壓可以調節以外，還可以為L(cháng)CD正柵極驅動(dòng)器提供2倍壓/3倍壓的輸出電壓。同時(shí)內部提供一個(gè)負電荷泵控制器，能夠為L(cháng)CD負柵極驅動(dòng)器提供一路負電壓輸出。由于電荷泵的開(kāi)關(guān)頻率高達1.6 MHz因此所使用的電荷泵電容便可采用價(jià)格較低、體積較小的220 nF 的電容。該系列芯片內部集成了一個(gè)為了能夠為L(cháng)CD背光板提供供電電源的VCOM緩沖器，一個(gè)使用一個(gè)外部晶體功率管就能夠為數字電路提供3.3 V輸出電壓的線(xiàn)性穩壓器控制器。為了絕對安全可靠的工作，該系列芯片還具有輸出過(guò)流、過(guò)熱和短路保護功能，也就是芯片的任何一路輸出出現過(guò)流、過(guò)熱或短路時(shí)，都會(huì )進(jìn)入關(guān)閉模式。該系列芯片還具有關(guān)閉模式外部控制、軟啟動(dòng)和輸出電壓檢測等功能。

1 主要性能

(1)輸入電壓范圍為2.7~5.8 V;

(2)固定工作頻率高達1.6 MHz;

(3)具有三路獨立的輸出電壓;

(4)主輸出電壓可高達15 V,精度可高達1%以上;

(5)負輸出電壓為-12 V/20 mA;

(6)正輸出電壓為30 V/20 mA;

(7)內部集成了一個(gè)VCOM緩沖器;.

(8)具有3.3 V輔助輸出的線(xiàn)性穩壓器控制器;

(9)具有軟啟動(dòng)功能;

(10)具有上電順序控制功能;

(11)具有所有輸出故障檢測功能;

(12)具有過(guò)熱保護功能。

2 內部原理方框圖

TPS65105的工作原理方框圖如圖1所示。

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3 電路原理圖設計

給出的電路設計如圖2所示。

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應用電路中的各路輸出電壓分別可由下列關(guān)系式給出：

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經(jīng)過(guò)實(shí)際測試該設計方案完全滿(mǎn)足TFT-LCD的供電要求。

另外值得注意的是TFT - LCD 要求邏輯電壓V3.3_LCD要先于各路驅動(dòng)電壓至少200 ms上電，此方案的原始設計是將液晶的邏輯電壓采用的系統3.3 V電壓。但是系統電壓設計的比較復雜，上電速度往往沒(méi)有TPS65105 的上電速度快。

這樣就出現驅動(dòng)電壓比邏輯電壓上電快的情況，容易出現液晶工作不穩定的情況。

解決這種情況的辦法有兩個(gè)：

(1)按照文中提出的方案設計，將V3.3_LCD 通過(guò)TPS65105輸出;

(2) 利用程序控制TPS65105的2腳ENR 和3腳EN,等系統上電成功后再利用CPU 的I/O 口使能TPS65105 工作，這樣就不會(huì )出現邏輯電壓V3.3_LCD 滯后驅動(dòng)電壓的情況了。

4 結語(yǔ)

本文主要是研究TFT-LCD 的電源設計，解決了TPS65105 的上電時(shí)序的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)長(cháng)期連續的實(shí)驗和測試，本文所提出的基于TPS65105 的TFT-LCD電源設計方案是一個(gè)穩定可靠的TFT液晶的電源設計方案。