高清平板對(duì)偏壓 IC 電流輸出能力的要求

不同分辨率的平板電腦，對(duì) LCD 偏壓 IC 的平均電流和峰值電流輸出能力有著不同的要求。以 3K LCD 屏幕為例，其對(duì)偏壓 IC 的平均電流要求達(dá)到 220mA，而峰值電流更是高達(dá)令人驚嘆的 450mA。如此高的電流需求，無疑給偏壓供電電路的設(shè)計(jì)增加了巨大的難度。

安世 NEX10001 芯片應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的策略

為了應(yīng)對(duì)高清 LCD 屏幕的供電挑戰(zhàn)，我們以安世公司出品的 NEX10001 偏壓芯片為例進(jìn)行分析。

應(yīng)對(duì)更大的平均電流

平板電腦 LCD 屏幕系統(tǒng)中，NEX10001 PMIC 芯片需要為顯示驅(qū)動(dòng)芯片（DDIC）提供合適的正負(fù)電壓 VPOS 和 VNEG。隨著分辨率的提高，可能需要多顆 DDIC 級(jí)聯(lián)來驅(qū)動(dòng)更多的顯示像素，這對(duì)偏壓芯片的供電能力和轉(zhuǎn)換效率提出了極高的要求。NEX10001 內(nèi)部采用了低至 100 毫歐的功率管，在輕載模式下，其效率可以大于 85%；即使在滿載 220mA 的情況下，芯片依然能夠保持 82% 的高效率。這種高效的設(shè)計(jì)，使得 NEX10001 能夠滿足高清屏幕對(duì)平均電流的需求。

應(yīng)對(duì)更大的瞬態(tài)電流

高清 LCD 屏幕模組的負(fù)載電流具有極大的瞬態(tài)變化，峰值電流可高達(dá) 450mA。NEX10001 通過以下幾種方式實(shí)現(xiàn)了的動(dòng)態(tài)響應(yīng)結(jié)果。

• 內(nèi)部可調(diào)的 headroom：NEX10001 的 Boost 升壓輸出電壓 VREG 可以根據(jù)輸出電壓值自動(dòng)調(diào)節(jié)。Headroom 電壓是 VREG 與 VPOS 或 VNEG 的差值電壓，默認(rèn)值為 500mV。通過上電賦值 0x03 寄存器的 Bit5 和 Bit4 位，可以改變 headroom 的電壓。更高的 headroom 電壓能夠提升輸出的動(dòng)態(tài)性能。
  

  

• 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，但脈沖時(shí)間很短，一般在 5us 以內(nèi)。適當(dāng)增加輸出電容值，可以讓負(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)。例如，在 VNEG 適當(dāng)增加 10uf 電容后，經(jīng)由 NEX10001 的 VNEG 負(fù)載脈沖電流從 350mA 減少為 119mA。
  

  

• 的動(dòng)態(tài)響應(yīng)結(jié)果：通過對(duì) NEX10001 進(jìn)行 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)試發(fā)現(xiàn)，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)。這表明 NEX10001 能夠很好地滿足高清 LCD 屏幕的大電流驅(qū)動(dòng)需求，并將輸出紋波有效壓制在理想范圍內(nèi)。