TPS65632：AMOLED顯示電源的理想之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，顯示屏的電源供應(yīng)至關(guān)重要，尤其是對(duì)于AMOLED這類對(duì)電源要求較高的顯示屏。德州儀器（TI）的TPS65632是一款專為驅(qū)動(dòng)AMOLED顯示屏設(shè)計(jì)的三輸出電源管理芯片，下面我們就來(lái)詳細(xì)了解一下。

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一、特性亮點(diǎn)

（一）多種輸出電壓與精度

• Boost Converter 1（VPOS）：輸入電壓范圍為2.9 - 4.5V，輸出電壓固定為4.6V，在25°C - 85°C溫度范圍內(nèi)精度可達(dá)0.5%，具備專用的輸出感應(yīng)引腳，能夠輸出300mA的電流，為顯示屏提供穩(wěn)定的正電壓。
• Inverting Buck - Boost Converter（VNEG）：可提供 - 1.5V至 - 5.4V的可編程輸出電壓，默認(rèn)輸出電壓為 - 4V，同樣能輸出300mA電流，滿足顯示屏對(duì)負(fù)電壓的需求。
• Boost Converter 2（AVDD）：輸出電壓可選5.8V或7.7V，能輸出30mA電流，為顯示屏的其他電路提供穩(wěn)定電源。

（二）出色的性能表現(xiàn)

• 優(yōu)秀的線性瞬態(tài)調(diào)節(jié)能力：能夠在輸入電壓變化時(shí)迅速做出響應(yīng)，保證輸出電壓的穩(wěn)定。
• 完善的保護(hù)功能：集成了短路保護(hù)和熱關(guān)斷功能，當(dāng)出現(xiàn)短路或芯片溫度過(guò)高時(shí)，能及時(shí)保護(hù)芯片，提高系統(tǒng)的可靠性。
• 小巧的封裝：采用3mm × 3mm的16引腳WQFN封裝，節(jié)省電路板空間，適合小型設(shè)備的設(shè)計(jì)。

二、應(yīng)用場(chǎng)景

TPS65632主要應(yīng)用于AMOLED顯示屏，無(wú)論是智能手機(jī)、平板電腦還是其他便攜式設(shè)備，只要使用了AMOLED顯示屏，TPS65632都能為其提供穩(wěn)定可靠的電源。那么在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)該如何更好地發(fā)揮它的性能呢？這就需要深入了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理。

三、詳細(xì)解析

（一）內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能

TPS65632由兩個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器和一個(gè)反相降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器組成。VPOS輸出固定為4.6V，VNEG可通過(guò)數(shù)字接口在 - 1.4V至 - 5.4V范圍內(nèi)編程，AVDD可通過(guò)SELP2引腳在7.7V和5.8V之間選擇。CT引腳電容可調(diào)節(jié)VNEG輸出的過(guò)渡時(shí)間。

（二）各轉(zhuǎn)換器特點(diǎn)

• Boost Converter 1（VPOS）：采用固定頻率電流模式拓?fù)洌敵鲭妷河晒S設(shè)定為4.6V，用戶無(wú)法更改。為保證輸出電壓精度，建議將輸出感應(yīng)引腳（FBS）直接連接到主輸出電容的正端。
• Inverting Buck - Boost Converter（VNEG）：采用恒定關(guān)斷時(shí)間電流模式拓?fù)洌J(rèn)輸出電壓為 - 4.0V。可通過(guò)數(shù)字接口對(duì)輸出電壓進(jìn)行離散編程，當(dāng)不使用輸出電壓設(shè)置功能時(shí)，CTRL引腳可作為標(biāo)準(zhǔn)使能引腳。
• Boost Converter 2（AVDD）：同樣采用固定頻率電流模式拓?fù)洌敵鲭妷河蒘ELP2引腳選擇，SELP2為低電平或浮空時(shí)AVDD = 7.7V，為高電平時(shí)AVDD = 5.8V。

（三）啟動(dòng)與保護(hù)機(jī)制

• 軟啟動(dòng)和啟動(dòng)順序：具備軟啟動(dòng)功能，可限制浪涌電流。當(dāng)EN引腳為高電平時(shí)，Boost Converter 2（AVDD）啟用；當(dāng)CTRL引腳為高電平時(shí)，Boost Converter 1啟動(dòng)，10ms后反相降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器（VNEG）以默認(rèn)值 - 4V啟動(dòng)。
• 欠壓鎖定：當(dāng)輸入電源電壓過(guò)低時(shí)，該功能會(huì)禁用芯片，防止芯片在異常電壓下工作。
• 短路保護(hù)：在正常運(yùn)行和啟動(dòng)過(guò)程中，若檢測(cè)到VPOS或VNEG出現(xiàn)短路情況，芯片會(huì)進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)，輸出與輸入斷開(kāi)。要恢復(fù)正常運(yùn)行，需使V1低于欠壓鎖定閾值或使CTRL引腳先低后高。
• 輸出放電：在關(guān)斷時(shí)，芯片會(huì)對(duì)輸出進(jìn)行放電，確保系統(tǒng)安全。
• 熱關(guān)斷：當(dāng)芯片結(jié)溫超過(guò)145°C（典型值）時(shí)，芯片進(jìn)入熱關(guān)斷狀態(tài)，所有功能停止。要恢復(fù)正常運(yùn)行，也需使V1低于欠壓閾值或使CTRL引腳先低后高。

四、設(shè)計(jì)指南

（一）典型應(yīng)用電路

典型應(yīng)用電路適用于為智能手機(jī)中的AMOLED顯示屏供電，可由單節(jié)鋰離子電池供電，產(chǎn)生4.6V的正輸出電壓VPOS、 - 4.0V的負(fù)輸出電壓VNEG和5.8V或7.7V的正輸出電壓AVDD。VPOS和VNEG輸出可提供高達(dá)300mA的電流，AVDD輸出可提供高達(dá)30mA的電流。

（二）元件選擇

• 電感選擇：VPOS和AVDD轉(zhuǎn)換器推薦使用4.7μH的電感，VNEG升壓轉(zhuǎn)換器推薦使用10μH的電感。使用不同電感時(shí)，建議在設(shè)計(jì)最終確定前充分測(cè)試電路性能，尤其要關(guān)注電感的飽和電流。
• 電容選擇：推薦的電容值在文檔中有詳細(xì)說(shuō)明，使用小于推薦電容值可能會(huì)導(dǎo)致電壓紋波增加。同時(shí)要注意陶瓷電容的直流偏置效應(yīng)，確保有效電容滿足應(yīng)用需求。

（三）布局建議

• 輸入電容和輸出電容應(yīng)盡可能靠近芯片，使用短而寬的走線連接。
• CT電容的接地端應(yīng)直接與AGND（引腳7）連接。
• 輸入地和輸出地應(yīng)在同一電路板層連接，避免通過(guò)過(guò)孔連接。
• 將AGND、PGND1和PGND2與外露散熱焊盤連接，提高散熱性能。

五、總結(jié)

TPS65632以其豐富的功能、出色的性能和小巧的封裝，為AMOLED顯示屏的電源設(shè)計(jì)提供了優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師們需要根據(jù)具體應(yīng)用需求，合理選擇元件、優(yōu)化電路布局，以充分發(fā)揮TPS65632的優(yōu)勢(shì)。你在使用類似電源管理芯片時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。