TPS65190：多通道電平轉(zhuǎn)換器與VCOM緩沖器的卓越之選

在大型LCD顯示應(yīng)用領(lǐng)域，如電視和顯示器，對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)換和處理的要求越來越高。德州儀器（TI）的TPS65190多通道電平轉(zhuǎn)換器與VCOM緩沖器應(yīng)運(yùn)而生，為這一領(lǐng)域帶來了高效、可靠的解決方案。

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一、產(chǎn)品特性

1. 通道配置

TPS65190擁有10個(gè)電平轉(zhuǎn)換通道，分為兩組，一組8個(gè)通道（1 - 6和9 - 10），另一組2個(gè)通道（7 - 8）。每組都有獨(dú)立的正電源（(V{GH})），(V{GH})最高可達(dá)38V，(V_{GL})最低可至 - 13V。這種靈活的電源配置使得該器件能夠適應(yīng)不同的電壓需求，為各種顯示面板提供合適的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

2. 邏輯電平輸入

支持邏輯電平輸入，可與時(shí)序控制器（T - CON）產(chǎn)生的邏輯信號(hào)完美匹配，方便將低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為高電平的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)顯示面板。

3. 高輸出電流能力

具備高峰值輸出電流，能夠?yàn)轱@示面板提供足夠的驅(qū)動(dòng)能力。例如，通道1 - 8的源極峰值輸出電流可達(dá)490mA，漏極可達(dá)850mA；通道9 - 10的源極峰值輸出電流為250mA，漏極可達(dá)450mA。

4. 高速VCOM緩沖器

內(nèi)置高速運(yùn)算放大器，具有高轉(zhuǎn)換速率和高峰值電流能力，非常適合驅(qū)動(dòng)面板的公共導(dǎo)軌（(V_{COM})）。其小信號(hào)單位增益帶寬可達(dá)76MHz，上升轉(zhuǎn)換速率為66V/μs，下降轉(zhuǎn)換速率為53V/μs，能夠快速響應(yīng)信號(hào)變化，保證顯示質(zhì)量。

5. 封裝形式

采用28引腳5x5mm QFN封裝，這種封裝具有良好的散熱性能和較小的體積，有利于在緊湊的電路板上進(jìn)行布局。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

TPS65190主要應(yīng)用于采用GIP（Gate In Panel）技術(shù)的大型LCD顯示器，如電視和顯示器。在這些應(yīng)用中，它能夠?qū)r(shí)序控制器產(chǎn)生的邏輯信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合顯示面板的高電平柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并對(duì)外部產(chǎn)生的(V_{COM})電壓進(jìn)行放大和緩沖，確保顯示畫面的穩(wěn)定和清晰。

三、電氣特性

1. 電平轉(zhuǎn)換器特性

• 電源電流：在輸入接地的情況下，(V{GH1})的電源電流典型值為0.18mA，(V{GH2})為0.012mA，(V_{GL})為0.015mA。
• 輸出電流：不同通道的輸出電流能力不同，如上述提到的峰值輸出電流。
• 輸入電流：通道1 - 10的輸入接地時(shí)，輸入電流典型值為 - 0.003μA，最大值為±1μA。
• 閾值電壓：高電平輸入閾值為2.0V，低電平輸入閾值為0.5V。
• 輸出電壓降：不同通道在不同負(fù)載電流下的輸出電壓降有所不同，例如通道1 - 8在輸出電流為10mA時(shí)，高電平輸出電壓降典型值為0.19V，低電平為0.06V。
• 上升和下降時(shí)間：在不同的輸出電容下，各通道的上升和下降時(shí)間不同。如通道1 - 8在(C_{OUT}=4.7nF)時(shí)，上升時(shí)間典型值為404ns，下降時(shí)間為192ns。
• 傳播延遲：上升沿和下降沿的傳播延遲在(C_{OUT}=150pF)時(shí)，分別為27ns和40ns。

2. 運(yùn)算放大器特性

• 電源電流：在(V_{CM}=7.5V)、單位增益且無負(fù)載的情況下，電源電流典型值為5.4mA。
• 輸入失調(diào)電壓：典型值為1mV，最大值為±20mV。
• 輸入偏置電流：典型值為0.001μA，最大值為±0.1μA。
• 共模輸入電壓范圍：(V{AVDD})在8V - 20V時(shí)，共模輸入電壓范圍為1V - ((V{AVDD}) - 1)V。
• 共模抑制比：在(V_{CM}=1V - 14V)、1Hz且無負(fù)載時(shí)，典型值為93dB。
• 開環(huán)增益：在(V_{OUT}=0.5V - 14.5V)且無負(fù)載時(shí)，典型值為88dB。
• 輸出電壓降：輸出電流為±10mA時(shí)，低電平輸出電壓降典型值為52mV，高電平為85mV。
• 電源抑制比：在1Hz測(cè)量時(shí)，典型值為90dB。
• 輸出電流：峰值輸出電流在(V_{CM}=7.5V)時(shí)為±450mA，在不同輸出電壓下有不同的輸出電流能力。
• 短路電流：輸出短路到GND或AVDD時(shí)，短路電流典型值為±498mA，最大值為±900mA。

四、引腳功能

該器件的引腳功能明確，包括電平轉(zhuǎn)換通道的輸入輸出引腳、電源引腳、運(yùn)算放大器的輸入輸出引腳等。例如，IN1 - IN10為電平轉(zhuǎn)換通道的輸入引腳，OUT1 - OUT10為輸出引腳；(V{GH1})和(V{GH2})為電平轉(zhuǎn)換通道的正電源引腳，(V_{GL})為負(fù)電源引腳；AVDD為運(yùn)算放大器的正電源引腳，POS和NEG為運(yùn)算放大器的非反相和反相輸入引腳，OUT為運(yùn)算放大器的輸出引腳。

五、典型特性

文檔中給出了大量的典型特性圖表，包括電平轉(zhuǎn)換器的上升時(shí)間、下降時(shí)間、傳播延遲、峰值輸出電流、輸出電壓降，以及運(yùn)算放大器的小信號(hào)頻率響應(yīng)、輸出電壓降、轉(zhuǎn)換速率等。這些圖表直觀地展示了器件在不同條件下的性能表現(xiàn)，為工程師在設(shè)計(jì)時(shí)提供了重要的參考依據(jù)。

六、應(yīng)用信息

1. 電容選擇

建議使用高品質(zhì)的陶瓷電容對(duì)每個(gè)電源引腳進(jìn)行去耦。對(duì)于(V{GH1})和(V{GL})，推薦使用10μF的電容；對(duì)于(V_{GH2})，1μF通常就足夠了。

2. 通道使用

通道1 - 8適用于高速時(shí)鐘信號(hào)，通道9 - 10適用于低速信號(hào)。未使用的電平轉(zhuǎn)換通道的輸入應(yīng)接地，輸出應(yīng)浮空。

3. VCOM緩沖器使用

使用VCOM緩沖器時(shí)，建議使用低阻值的反饋電阻，以減少反相輸入端的雜散電容影響。若采用單位增益配置，直接連接放大器的輸出和反相輸入可獲得最平坦的增益響應(yīng)。若不使用VCOM緩沖器，應(yīng)將AVDD、反相和非反相輸入以及輸出接地。

七、PCB布局

為了實(shí)現(xiàn)TPS65190的指定性能，正確的PCB布局至關(guān)重要?；静襟E包括：

• 使用高品質(zhì)的陶瓷去耦電容，并盡可能靠近要去耦的IC引腳放置。
• 使用短而寬的走線為IC供電。
• 確保PCB的熱設(shè)計(jì)足以將IC產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去。

此外，該器件采用了熱增強(qiáng)型28引腳QFN封裝，為了充分發(fā)揮其優(yōu)越的散熱性能，PCB布局和制造應(yīng)遵循TI提供的應(yīng)用報(bào)告中的指導(dǎo)原則，如《QFN Layout Guidelines (SLOA122)》和《QFN/SON PCB Attachment (SLUA271A)》。

八、封裝與訂購信息

TPS65190提供了多種訂購選項(xiàng)，如TPS65190RHDR、TPS65190RHDR.A等，均采用VQFN (RHD) 28引腳封裝，每卷3000個(gè)器件。這些器件符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，引腳鍍層為NIPDAU，MSL等級(jí)為Level - 2 - 260C - 1 YEAR，工作溫度范圍為 - 40°C至85°C。

總之，TPS65190以其豐富的特性、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和良好的性能表現(xiàn)，為大型LCD顯示應(yīng)用提供了可靠的解決方案。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)產(chǎn)品時(shí)，可以充分利用該器件的優(yōu)勢(shì)，提高產(chǎn)品的性能和可靠性。大家在使用TPS65190的過程中，有沒有遇到過一些特殊的問題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。