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基于單顆CP212X實(shí)現(xiàn)TFT液晶屏模組供電系統(tǒng)

作者: 時(shí)間:2012-05-15 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文介紹了采用低成本、高效率的升壓型電源管理芯片系列產(chǎn)品多路正負(fù)電源輸出,結(jié)合供電的需求,給出了方案,文中詳細(xì)討論了系列產(chǎn)品多路正負(fù)電壓輸出的解決方案,并以模塊的為典型案例,給出了CP212X的TFT的典型應(yīng)用方案。該方案可滿足TFT模組供電系統(tǒng)的各路電壓需求,電路清晰簡(jiǎn)單,應(yīng)用靈活,可廣泛應(yīng)用于各類手持設(shè)備,為TFT模組提供全套電源解決方案。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/168010.htm

TFT顯示屏模組的電源需求

TFT(ThinFilmTransistor)(LCD,LiquidCrystalDisplay)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于各類手持設(shè)備中。隨著TFT模組的不斷發(fā)展,越來(lái)越多的TFT模組將電源管理部分外接。這樣一來(lái),一個(gè)TFT模組的供電就變得相對(duì)復(fù)雜,一般而言,一個(gè)LCD需要以下幾種驅(qū)動(dòng)電壓:

VCC-TFT模組數(shù)字模塊電源

AVDD-TFT模組模擬模塊電源

VGH-門開啟電壓,一般為VGH=12V~25V,IVGH=10mA

VGL-門關(guān)斷電壓,一般為VGL=-6V~-15V,IVGL=10mA

下面以StarryElectronic推出的20810700150212為例具體分析各路驅(qū)動(dòng)電源的供電需求。該TFT模組為7屏模組,支持分辨率800x400(RGB),像素間距0.1896x0.1790毫米。根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè),該TFT模組的工作電壓如下:

Table1.TFT模組工作電壓

Table 1. TFT模組工作電壓

Table2TFT模組工作電流

Table 2 TFT模組工作電流

由Table1可以看出,該TFT模組工作需要提供5組不同的電壓,在目前的手持設(shè)備中3.3V和2.6V比較容易得到(一般PMU會(huì)提供該電壓),而23.1V,8.4V以及-7V就相對(duì)無(wú)法直接得到,一般需要外圍器件提供該3組電壓。

從Table2可以看出,其VGH和VGL的功耗相對(duì)較小,只需要10mA以內(nèi)的電流即可正常工作。而AVDD的功耗需要幾十毫安。綜合以上特性,TFT模組正常工作需要提供如下幾種電源(以1.5倍的典型功耗取值):

Table3TFT供電驅(qū)動(dòng)能力要求

Table 3 TFT供電驅(qū)動(dòng)能力要求

CP212X實(shí)現(xiàn)TFT模組供電系統(tǒng)

CP212X是啟攀微電子推出的高效率,大功率電感升壓型DC/DC驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品,根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同,共有5種型號(hào):CP2121,CP2122,CP2123,以及CP2124.Table4給出該產(chǎn)品線的主要特性指標(biāo)。

Table4CP212X系列產(chǎn)品特性指標(biāo)

Table 4 CP212X系列產(chǎn)品特性指標(biāo)

下面給出采用CP212X輸出多路電壓為TFT模組進(jìn)行供電。

Figure 1 CP212X 輸出多路電壓典型應(yīng)用圖

Figure1CP212X輸出多路電壓典型應(yīng)用圖

根據(jù)Figure1的電路結(jié)構(gòu),可以計(jì)算出Vout2近似為Vout1電壓的兩倍,Vout3近似為Vout1的反向電壓。其驅(qū)動(dòng)能力由CP212X的開關(guān)頻率以及C1,C2,Co2和Co3的值決定,基本為10mA左右。當(dāng)然,如果VOUT2或者VOUT3采用2級(jí)級(jí)聯(lián)的方式,可生成反向2倍或正向3倍的電壓,下文會(huì)給3倍的出具體電路圖。

下面針對(duì)StarryElectronic推出的20810700150212的驅(qū)動(dòng)要求,以CP2121為例給出典型應(yīng)用電路。

方案一:以2倍升壓模式為VGH提供電壓,如圖Figure2所示。

Figure 2 二倍電壓輸出為TFT 模組提供23V

Figure2二倍電壓輸出為TFT模組提供23V

Note1:VOP接入OUT1則其保護(hù)電壓為25V.VOP浮空,則VOUT1的最大輸出電壓被鉗位到40V.

Note2:Z1和Co11的目的是為了實(shí)現(xiàn)線性降壓,在實(shí)際應(yīng)用中如果R5兩端壓差較大的情況下(即VR5>1V),Z1的靜態(tài)功耗會(huì)很大,存在出現(xiàn)Z1發(fā)燙的可能性。

方案特點(diǎn):VOUT2采用2倍升壓,串?dāng)_小,電壓穩(wěn)定,并且外圍元器件較少。但是,由于VOUT1需要抬高電壓后再降壓輸出,其靜態(tài)功耗較大,存在Z1的放熱的可能性。實(shí)際實(shí)驗(yàn)表明,該方案比較適合R5兩端的電壓差小于1V的應(yīng)用情況,對(duì)于20810700150212模組,其R5兩端的壓差接近4V,這樣的情況該方案并不適合。下面給出針對(duì)20810700150212模組的改進(jìn)型方案。

方案二:以3倍升壓模式為VGH提供電壓,如圖Figure3所示。

Figure 3 三倍電壓輸出為TFT 模組提供23V

Figure3三倍電壓輸出為TFT模組提供23V

方案特點(diǎn):VOUT2采用3倍升壓,采用兩個(gè)隔直電容,存在由于期間差異而造成的輸出電壓偏差。方案二最大的優(yōu)點(diǎn)就是VOUT1的輸出功率較大,可達(dá)到500mA以上。

實(shí)際應(yīng)用

本文給出了一種采用一顆CP212X系列產(chǎn)品,生成多路正負(fù)電壓的典型應(yīng)用電路,其最大的特點(diǎn)就是成本低廉,易于實(shí)現(xiàn)。

文中針對(duì)Starry的TFT液晶模組的供電要求,給出的兩種方案,實(shí)現(xiàn)了三路電源輸出。結(jié)合驅(qū)動(dòng)電壓的特點(diǎn),結(jié)合chargepump升壓原理原理,成功產(chǎn)生了負(fù)壓,n倍正向高電壓,滿足TFT驅(qū)動(dòng)中偏置電壓VGH和VGL的應(yīng)用要求,實(shí)現(xiàn)了單科芯片生成多路正負(fù)電壓的應(yīng)用。

結(jié)合兩個(gè)方案的特點(diǎn),方案二比較適合輸出功率要求較大,并且兩路正向電壓倍數(shù)關(guān)系大于2倍的應(yīng)用場(chǎng)合。而對(duì)于輸出電壓精準(zhǔn)度要求較高,兩路正向電壓倍數(shù)小于2倍的應(yīng)用場(chǎng)合的應(yīng)用場(chǎng)合,方案一則比較有優(yōu)勢(shì)了。上文所提到的方案二在20810700150212的TFT液晶屏模組驅(qū)動(dòng)電路中得到成功應(yīng)用,取得良好效果。另外,由于不同廠家的TFT屏的技術(shù)指標(biāo)有所差異,因此,在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)所選用的TFT液晶屏的具體電器參數(shù),調(diào)整R1,R2,R3,及齊納管的參數(shù)。


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