SGM3839：AMOLED顯示電源的理想之選

作為一名電子工程師，在為AMOLED顯示屏尋找合適的電源解決方案時(shí)，SGM3839這款產(chǎn)品值得我們深入探究。下面我將從其特性、應(yīng)用、電氣參數(shù)等多方面為大家詳細(xì)介紹。

文件下載：SGM3839.pdf

產(chǎn)品概述

SGM3839是專為AMOLED顯示屏供電而設(shè)計(jì)的電源芯片，它能提供VELVDD、FLVSS和VAVDD三種輸出電壓。該芯片集成了兩個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器（VO1用于VELVDD，VO3用于VAVDD）和一個(gè)雙相反相降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器（VO2用于FLVSS）。通過數(shù)字接口控制引腳（SWIRE），可以以數(shù)字步進(jìn)的方式對(duì)三個(gè)轉(zhuǎn)換器的輸出電壓進(jìn)行編程。它采用綠色WLCSP - 2.90×2.96 - 49B封裝。

產(chǎn)品特性

輸入電壓范圍

SGM3839的輸入電源電壓范圍為2.5V至4.8V，能適應(yīng)多種不同的電源環(huán)境。

各轉(zhuǎn)換器特性

• 同步升壓轉(zhuǎn)換器（ELVDD）：輸出電壓范圍為4.6V至5.0V，以100mV為步進(jìn)，默認(rèn)輸出電壓為4.6V，在4.6V時(shí)精度為0.8%，輸出電流能力可達(dá)1200mA（在特定條件下）。還具備輸出電壓感應(yīng)引腳（FBS）用于路徑損耗補(bǔ)償。
• 同步反相降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器（ELVSS）：輸出電壓范圍為 - 6.0V至 - 0.8V，以100mV為步進(jìn)，默認(rèn)輸出電壓為 - 3.0V，在 - 3V時(shí)精度為1%，輸出電流能力同樣可達(dá)1200mA（特定條件下）。
• 同步升壓轉(zhuǎn)換器（AVDD）：輸出電壓范圍為5.5V至7.9V，以100mV為步進(jìn)，默認(rèn)輸出電壓為7.3V，在7.3V時(shí)精度為1%，輸出電流能力為150mA。

保護(hù)功能

• 輸入輸出雙向隔離：確保電源輸入和輸出之間的電氣隔離，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
• 短路保護(hù)（SCP）：當(dāng)輸出發(fā)生短路時(shí)，能及時(shí)保護(hù)芯片，防止損壞。
• 過載保護(hù)：避免芯片因過載而損壞。
• 熱關(guān)斷：當(dāng)芯片溫度過高時(shí)，自動(dòng)停止工作，保護(hù)芯片。

其他特性

• FLVSS啟動(dòng)延遲：為5.5ms，確保系統(tǒng)啟動(dòng)的穩(wěn)定性。
• 短路和OLP檢測(cè)時(shí)間：為0.68ms，能快速檢測(cè)到異常情況。

應(yīng)用領(lǐng)域

SGM3839適用于智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等設(shè)備的有源矩陣OLED顯示屏，為其提供穩(wěn)定可靠的電源。

典型應(yīng)用電路

從提供的典型應(yīng)用電路圖可以看到，該電路包含了輸入電容、電感、開關(guān)等元件，通過合理的布局和連接，實(shí)現(xiàn)了對(duì)AMOLED顯示屏的供電。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，我們需要根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的元件參數(shù)，以確保電路的性能。

電氣特性

供電電流和熱保護(hù)

輸入電壓范圍為2.5V至4.8V，關(guān)機(jī)電流較小，靜態(tài)電流在特定條件下為9mA。還具備欠壓鎖定閾值，能在輸入電壓過低時(shí)自動(dòng)關(guān)閉芯片。熱關(guān)斷溫度為145℃（上升）和135℃（下降）。

邏輯信號(hào)

邏輯高電平電壓、下拉電阻、上拉電阻等參數(shù)都有明確規(guī)定，確保邏輯信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸。

各轉(zhuǎn)換器電氣參數(shù)

• 升壓轉(zhuǎn)換器（VO1）：輸出電壓范圍、電壓變化率、MOSFET導(dǎo)通電阻、開關(guān)電流限制、開關(guān)頻率等參數(shù)都有詳細(xì)說明，這些參數(shù)決定了VO1的性能。
• 反相降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器（VO2）：同樣有輸出電壓范圍、電壓調(diào)節(jié)、MOSFET導(dǎo)通電阻、開關(guān)電流限制等參數(shù)，為設(shè)計(jì)提供了參考。
• 升壓轉(zhuǎn)換器（VO3）：其輸出電壓范圍、電壓調(diào)節(jié)、MOSFET導(dǎo)通電阻、開關(guān)電流限制等參數(shù)也很關(guān)鍵，影響著VO3的性能。

時(shí)序要求

短路檢測(cè)時(shí)間

不同轉(zhuǎn)換器在啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)的短路檢測(cè)時(shí)間不同，如VO1在啟動(dòng)時(shí)為2.05ms（典型值），運(yùn)行時(shí)為0.68ms（典型值）。

SWIRE接口

初始化時(shí)間、關(guān)機(jī)時(shí)間、脈沖高低電平時(shí)間、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間等都有明確要求，確保SWIRE接口的正常工作。

電源序列

VO1、VO2的啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)延遲時(shí)間也有規(guī)定，保證電源的有序啟動(dòng)。

典型性能特性

效率

VO1和VO2的組合效率以及VO3的效率與輸出電流有關(guān)，不同輸入電壓下效率也有所不同。

電壓調(diào)節(jié)

各轉(zhuǎn)換器的線路調(diào)節(jié)和負(fù)載調(diào)節(jié)性能良好，能在不同輸入電壓和負(fù)載電流下保持穩(wěn)定的輸出電壓。

輸出電流

VO1和VO2的組合最大輸出電流與輸入電壓有關(guān)，輸入電壓越高，輸出電流能力越強(qiáng)。

推薦組件選擇

文檔中給出了ELVDD、ELVSS、AVDD各轉(zhuǎn)換器的推薦組件，包括電容、電感的參數(shù)和型號(hào)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)可以參考這些推薦，選擇合適的組件，以確保電路的性能。

詳細(xì)說明

保護(hù)功能

• 欠壓鎖定（UVLO）：能監(jiān)測(cè)輸入電壓，當(dāng)輸入電壓過低時(shí)，禁用芯片，保護(hù)芯片免受過低電壓的影響。
• 熱關(guān)斷（TSD）：當(dāng)芯片溫度超過145℃（典型值）時(shí)，停止開關(guān)動(dòng)作，關(guān)閉所有輸出；當(dāng)溫度下降到135℃（典型值）時(shí)，重新啟動(dòng)。

各轉(zhuǎn)換器工作模式

• 升壓轉(zhuǎn)換器VO1（ELVDD）：采用谷電流模式拓?fù)浜凸潭?.5MHz（典型值）頻率工作，輸出電壓可在4.6V至5.0V之間編程。
• 反相降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器VO2（ELVSS）：采用峰值電流模式拓?fù)浜碗p相固定1.3MHz（典型值）頻率工作，輸出電壓可在 - 6.0V至 - 0.8V之間編程。當(dāng)負(fù)載電流超過260mA時(shí)，A相和B相都工作；當(dāng)負(fù)載電流降至150mA時(shí)，僅A相工作，以降低開關(guān)損耗。
• 升壓轉(zhuǎn)換器VO3（AVDD）：采用峰值電流模式拓?fù)浜凸潭?.5MHz（典型值）頻率工作，輸出電壓可在5.5V至7.9V之間編程。

輸出電流容量

輸出電流容量受輸入電壓和輸出電壓的影響，輸入電壓越低或輸出電壓越高，輸出電流容量越低。

輸入電源

輸入電源電壓推薦在2.5V至4.8V之間，為了實(shí)現(xiàn)最佳性能，需要穩(wěn)定且無噪聲的輸入源。當(dāng)輸入源與SGM3839之間的距離較長(zhǎng)時(shí)，建議在芯片附近添加額外的電容。

故障保護(hù)狀態(tài)（SHT）

SHT接口用于指示故障保護(hù)（SCP、UVLO）狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生故障保護(hù)時(shí)，SHT會(huì)被拉低至AGND。

數(shù)字接口（SWIRE引腳）

通過SWIRE數(shù)字接口可以以100mV為步進(jìn)對(duì)正輸出電壓VELVDD、AVDD和負(fù)輸出電壓VELVSS進(jìn)行編程。如果不需要編程，SWIRE引腳可以作為標(biāo)準(zhǔn)使能引腳使用。

軟啟動(dòng)、放電、啟動(dòng)和定時(shí)關(guān)機(jī)

內(nèi)置軟啟動(dòng)功能可限制浪涌電流。輸出放電功能可由nFD引腳和SWIRE接口控制，SWIRE接口具有更高優(yōu)先級(jí)。VO1、VO2、VO3的啟動(dòng)都有特定的電流限制和時(shí)間順序。

過載和短路保護(hù)（SCP）

當(dāng)任何一個(gè)輸出短路或過載時(shí)，三個(gè)轉(zhuǎn)換器都會(huì)停止開關(guān)動(dòng)作，輸出關(guān)閉并鎖存。只有重置電源或同時(shí)將VO3_EN和SWIRE拉低超過tOFF時(shí)間才能重新啟動(dòng)設(shè)備。

設(shè)備重置

不同的操作可以實(shí)現(xiàn)不同的重置功能，如電源重置、短路和過載保護(hù)重置、SWIRE操作重置等。

布局指南

由于AMOLED顯示屏對(duì)電源質(zhì)量敏感，良好的PCB布局非常重要。建議采用公共接地平面、短而寬的開關(guān)節(jié)點(diǎn)走線、將輸入和輸出電容靠近相關(guān)引腳等措施，以降低紋波、增強(qiáng)線路和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)、提高噪聲和EMI性能以及環(huán)路穩(wěn)定性。

總結(jié)

SGM3839是一款功能強(qiáng)大的AMOLED顯示電源芯片，具有多種保護(hù)功能、可調(diào)節(jié)的輸出電壓和良好的性能。在設(shè)計(jì)AMOLED顯示屏電源電路時(shí)，我們可以根據(jù)其特性和參數(shù)，合理選擇組件和進(jìn)行PCB布局，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的電源供應(yīng)。大家在實(shí)際應(yīng)用中，是否遇到過類似電源芯片的使用問題呢？歡迎交流分享。