LTC3524：小/中型TFT显示的集成电源解决方案

引言

在电子设备的设计中，TFT显示面板的电源供应至关重要，它直接影响着显示效果和设备的整体性能。LTC3524作为一款集成的BIAS和白色LED电源转换器，为小/中型多晶硅薄膜晶体管（TFT）液晶（LCD）显示面板提供了出色的解决方案。本文将详细介绍LTC3524的特点、应用、性能以及使用时的注意事项。

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一、LTC3524的特点

1. 多轨输出与LED驱动能力

它能够为小/中型TFT显示器生成三个可调的低噪声轨，同时还能驱动多达十个白色LED。一个1.5MHz的同步升压转换器可产生高达6.0V、可编程的低噪声、高效25mA的TFT电源，而调节后的低纹波电荷泵则可在2mA时产生高达 +20V和 -20V的电压。

2. 保护与控制功能

具备LED调光和开路保护功能，并且有受控的上电/下电排序，确保设备的稳定运行。

3. 高效转换

TFT电源效率高达90%，LED电源效率高达78%，能有效降低功耗。

4. 小巧封装

采用24引脚QFN封装（4mm × 4mm × 0.75mm），大大减小了整体解决方案的尺寸。

二、应用领域

LTC3524适用于多种便携式设备，如PDA、掌上电脑、数码相机和摄像机、手持GPS、便携式仪器显示器以及便携式媒体播放器等。这些设备对电源的尺寸、效率和性能都有较高要求，而LTC3524正好能满足这些需求。

三、性能参数

1. 绝对最大额定值

包括输入电压、输出电压、引脚电压等的最大额定值，以及工作温度范围（-40°C至85°C）和存储温度范围（-65°C至125°C）。在设计时，必须严格遵守这些参数，以避免损坏设备。

2. 电气特性

详细规定了输入电压范围、静态电流、开关频率、输出电压调节等参数。例如，输入电压范围为2.5V至6.0V，开关频率为1.5MHz等。这些参数是评估设备性能和进行电路设计的重要依据。

四、引脚功能

1. 通用引脚

• VIN（引脚2）：LCD偏置和白色LED升压转换器的公共输入电源，需用至少2.2μF的电容进行本地旁路。
• GND/外露焊盘（引脚25）：信号和电源接地，必须将PCB接地与外露焊盘焊接在一起，以确保正常工作。

  2. LCD偏置引脚

• ELCD（引脚1）：LCD电路的使能输入，可实现软启动和关机功能。
• FBVO（引脚3）：Vout开关的反馈引脚，参考电压为1.225V。
• OUT（引脚4）：LCD升压调节器的主输出和电压倍增器（2X）级的输入。

  3. 白色LED驱动引脚

• LED2（引脚18）：第二串LED的输出。
• LED1（引脚19）：第一串LED的输出。
• VLED（引脚20）：LED开关的输出。
• SW2（引脚21）：白色LED升压开关。
• ELED2（引脚22）：LED2串的使能和PWM调光控制输入。
• PROG（引脚23）：通过连接一个电阻来设置LED串中的电流。
• ELED1（引脚24）：LED1串的使能和脉冲调光控制输入。

五、工作原理

1. LCD偏置升压转换器

采用同步升压转换器，利用电流模式控制和内部设置的控制环路及斜率补偿，实现优化性能和简单设计。软启动功能可在启动时控制转换器输入电流的斜坡，大大减轻输入电源的负担，转换效率可超过90%。

2. LCD偏置电荷泵

使用三个内部电荷泵电路，包括倍增器、四倍器和反相配置，以产生低电流、高电压输出，用于偏置LCD栅极驱动。这些电荷泵具有固定频率操作，可实现高效率和最低噪声性能。

3. LCD偏置排序

在电源上电时，升压转换器先初始化并充电至最终编程值，然后电荷泵倍增器、反相器和四倍器依次开始工作。在关机时，内部晶体管会按顺序放电输出。

4. 白色LED升压驱动器

由一个非同步、固定频率、电流模式升压转换器组成，可产生一个或两个LED串所需的电压。支持模拟和PWM调光，并且具有内部过压保护功能，以防止LED串开路。

六、应用信息

1. 电感选择

建议为两个升压转换器使用3.3μH至15μH的电感，LCD偏置升压电感的饱和电流（ISAT）额定值至少为150mA，白色LED升压电感的额定值至少为600mA。

2. 电容选择

输入电容、输出电容和电荷泵电容都有特定的要求，如输入电容应使用至少2.2μF的X5R类型，输出电容和滤波电容也应根据不同的引脚和功能选择合适的类型和容量。

3. PCB布局指南

由于LTC3524的高速运行，PCB布局需要特别注意。建议使用双层PCB，底层作为公共接地平面，同时要注意元件的放置和布线，以减少EMI和电压过冲。

七、典型应用

文档中给出了多个典型应用示例，如Li - Ion到 +5V、25mA、+16V、1mA、 - 13V、1mA的TFT LCD电源供应以及3NiMH或NiCD到 +3.3V、25mA、+10V、1mA、 - 5V、1mA的TFT LCD电源供应等，并配有相应的效率曲线。这些示例为工程师在实际设计中提供了参考。

八、总结

LTC3524是一款功能强大、性能出色的集成电源转换器，它为小/中型TFT显示面板提供了完整的电源解决方案。在设计过程中，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择电感、电容等元件，并注意PCB布局，以充分发挥LTC3524的优势。大家在使用LTC3524时，有没有遇到过一些独特的问题或者有什么好的优化经验呢？欢迎在评论区分享。