基于TPS的TFTLCD电源设计方案样本.doc

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[导读] TPS65105 是一个专门为TFT-LCD显示器供电而设计的, 能够提供三路输出电压的混合式DC/DC变换器集成电路芯片。基于TI公司的TPS65105,设计了针对7寸TFT液晶屏的供电电路, 并解决了TPS65105的上电时序问题。实践表明, 该方案是一个稳定可靠的TFT液晶的电源设计方案
0 引言
　　TPS65105 是一个混合式DC/DC变换器集成电路芯片。它专门为薄膜式晶体管( TFT) LCD 显示器供电而设计的, 针对LCD 的供电要求能够提供三路输出电压。该芯片内部辅助式线性稳压器能够从5 V 的输入电源中为供电系统提供3.3 V的总线电源电压输出。
　　其内部的主输出Vol 是一个工作频率高达1.6 MHz的固定频率PWM升压式DC/DC变压器, 它能够为LCD显示器的驱动源提供一个供电电压。该芯片内部还集成了一个具有不同功率开关电流极限值的DC/DC变换器控制器。TPS65105 的功率开关电流极限典型值为2.3A.集成在芯片内部的完整的电荷泵除输出电压能够调节以外, 还能够为LCD正栅极驱动器提供2倍压/3倍压的输出电压。同时内部提供一个负电荷泵控制器, 能够为LCD负栅极驱动器提供一路负电压输出。由于电荷泵的开关频率高达1.6 MHz因此所使用的电荷泵电容便可采用价格较低、 体积较小的220 nF 的电容。该系列芯片内部集成了一个为了能够为LCD背光板提供供电电源的VCOM缓冲器, 一个使用一个外部晶体功率管就能够为数字电路提供3.3 V输出电压的线性稳压器控制器。为了绝对安全可靠的工作, 该系列芯片还具有输出过流、 过热和短路保护功能, 也就是芯片的任何一路输出出现过流、 过热或短路时, 都会进入关闭模式。该系列芯片还具有关闭模式外部控制、 软启动和输出电压检测等功能。
　　1 主要性能
　　( 1) 输入电压范围为2.7~5.8 V;
　　( 2) 固定工作频率高达1.6 MHz;
　　( 3) 具有三路独立的输出电压;
　　( 4) 主输出电压可高达15 V, 精度可高达1%以上;
　　( 5) 负输出电压为-12 V/20 mA;
　　( 6) 正输出电压为30 V/20 mA;
　　( 7) 内部集成了一个VCOM缓冲器; 。
　　( 8) 具有3.3 V辅助输出的线性稳压器控制器;
　　( 9) 具有软启动功能;
　　( 10) 具有上电顺序控制功能;
　　( 11) 具有所有输出故障检测功能;
　　( 12) 具有过热保护功能。
　　2 内部原理方框图
　　TPS65105的工作原理方框图如图1所示。

3 电路原理图设计
　　给出的电路设计如图2所示。

　　应用电路中的各路输出电压分别可由下列关系式给出:

　　经过实际测试该设计方案完全满足TFT-LCD的供电要求。
　　另外值得注意的是TFT - LCD 要求逻辑电压V3.3_LCD要先于各路驱动电压至少200 ms上电, 此方案的原始设计是将液晶的逻辑电压采用的系统3.3 V电压。可是系统电压设计的比较复杂, 上电速度往往没有TPS65105 的上电速度快。
　　这样就出现驱动电压比逻辑电压上电快的情况, 容易出现液晶工作不稳定的情况。
　　解决这种情况的办法有两个:
　　( 1) 按照文中提出的方案设计, 将V3.3_LCD 经过TPS65105输出;
　　( 2) 利用程序控制TPS65105的2脚ENR 和3脚EN, 等系统上电成功后再利用CPU 的I/O 口使能TPS65105 工作, 这样就不会出现逻辑电压V3.3_LCD 滞后驱动电压的情况了。
　　4 结语
　　本文主要是研究TFT-LCD 的电源设计, 解决了TPS65105 的上电时序的问题, 经过长期连续的实验和测试, 本文所提出的基于TPS65105 的TFT-LCD电源设计方案是一个稳定可靠的TFT液晶的电源设计方案。