SGM38042A：单电感三输出AMOLED显示电源的卓越之选

在电子设备不断追求轻薄化、高性能的今天，电源管理芯片的性能和集成度变得尤为关键。SGM38042A作为一款专为AMOLED显示面板设计的单电感三输出电源芯片，凭借其独特的设计和出色的性能，在众多电源管理芯片中脱颖而出。今天，我们就来深入了解一下这款芯片。

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一、产品概述

SGM38042A采用单电感双输出转换器控制方案，能够同时生成正、负精密稳压电源。正输出电压可在2.4V至6.4V之间以100mV为步长进行编程，负输出电压可在 -2V至 -3.2V之间以50mV为步长进行编程。此外，芯片还集成了一个能够提供50mA输出电流的线性稳压器，并配备了1-Wire接口。其输入电压范围为2.7V至5.5V，在升压 - 逆变器模式下可优化加载100mA的负载，同时也支持降压 - 逆变器模式。该芯片采用绿色WLCSP - 1.51×2.10 - 15B封装，工作环境温度范围为 -40℃至 +85℃。

二、可选型号

SGM38042A提供了多种可选型号，每个型号都有不同的默认输出电压组合，以满足不同的应用需求。以下是各型号的默认输出：	型号	默认输出
SGM38042A - 1	VCPO = 4.6V / VCNO = -2.4V / VCVO = 1.8V
SGM38042A - 2	VCPO = 3.3V / VCNO = -3.0V / VCVO = 1.8V
SGM38042A - 3	VCPO = 4.6V / VCNO = -2.4V / VCVO = 2.8V
SGM38042A - 4	VCPO = 3.3V / VCNO = -3.0V / VCVO = 2.8V
SGM38042A - 5	VCPO = 4.6V / VCNO = -2.4V / VCVO = 3.3V

三、典型应用电路

典型应用电路展示了SGM38042A在实际应用中的连接方式。输入电压范围为2.7V至5.5V，通过电感、电容等元件与芯片各引脚相连，实现正、负输出电压以及线性稳压器输出的稳定供电。在设计应用电路时，需要注意各元件的参数选择和布局，以确保电路的稳定性和性能。

四、产品特性

4.1 单电感三输出

采用单电感实现三输出，有效节省了电路板空间，降低了成本，同时也简化了电路设计。

4.2 宽输出负载范围内的高效率

在不同的负载条件下，都能保持较高的效率，减少了能量损耗，提高了电源的利用率。

4.3 850kHz PWM模式控制开关频率

该开关频率有助于减少电磁干扰（EMI），同时保证了电源的稳定性和响应速度。

4.4 轻载条件下的脉冲跳跃操作

在轻载时采用脉冲跳跃操作，进一步提高了效率，延长了电池续航时间。

4.5 1 - Wire接口可编程输出

通过1 - Wire接口可以方便地对正、负输出电压进行编程，满足不同应用的需求。

4.6 辅助输出轨固定电压

提供固定的3.3V、2.8V或1.8V辅助输出轨，可直接为其他电路模块供电。

4.7 100mA输出电流

正、负输出均可提供100mA的输出电流，能够满足大多数AMOLED显示面板的供电需求。

4.8 可配置的主动放电

可通过DISP和DISN引脚控制正、负输出的主动放电，在电源关闭时快速释放电容上的电荷。

4.9 内部软启动

内部软启动功能可以限制浪涌电流，保护芯片和其他元件免受冲击。

4.10 过温、过流和短路保护

具备过温保护（OTP）、过流保护（OCP）和短路保护（SCP）功能，确保芯片在异常情况下的安全性和可靠性。

五、应用领域

SGM38042A适用于多种电子设备，包括AMOLED/LCD智能手机、媒体播放器以及可穿戴设备显示屏等。在这些应用中，芯片能够为显示面板提供稳定、高效的电源，保证显示效果的质量。

六、电气特性

6.1 输入电压范围

输入电压范围为2.7V至5.5V，能够适应不同的电源供应。

6.2 欠压锁定阈值

当输入电压下降到一定程度时，欠压锁定功能会使芯片停止工作，防止输出电压异常。

6.3 无负载时的电源电流和关断电流

无负载时的电源电流较小，关断电流更是低至微安级别，有助于降低功耗。

6.4 开关频率和电感峰值电流

开关频率为850kHz，电感峰值电流为0.8A，保证了电源的稳定性和输出能力。

6.5 输出电压范围和精度

正、负输出电压范围和精度能够满足不同应用的需求，确保了输出电压的稳定性。

6.6 线性稳压器输出电压精度和压降

线性稳压器的输出电压精度较高，压降较小，能够为负载提供稳定的电压。

七、1 - Wire接口

7.1 时序特性

1 - Wire接口具有特定的时序特性，包括初始时间、软启动时间、高低电平脉冲时间等。了解这些时序特性对于正确使用1 - Wire接口进行编程至关重要。

7.2 编程协议

通过1 - Wire接口可以对正、负输出电压进行编程，根据不同的计数对应不同的电压值。在实际应用中，需要根据具体需求进行编程设置。

八、推荐组件

测试电路推荐使用4.7μH的电感和10μF的电容，这些组件的选择能够保证电路的性能和稳定性。在实际设计中，也可以根据具体需求进行适当调整。

九、典型性能特性

9.1 输出纹波

在轻载和满载条件下，输出纹波都能控制在较小的范围内，保证了输出电压的稳定性。

9.2 负载瞬态响应和线路瞬态响应

在负载和输入电压变化时，芯片能够快速响应，保持输出电压的稳定。

9.3 电源上下电时序

电源上下电时序的合理设计能够避免电压波动和冲击，保护芯片和其他元件。

十、功能、操作与应用

10.1 软启动

内部软启动功能可以避免升压过程中的高浪涌电流，保护芯片和其他元件。

10.2 过温保护

当芯片温度超过150℃时，过温保护功能会使开关操作停止，待温度下降约15℃后恢复工作。

10.3 过流保护

通过电流传感电路监测电感电流，当电流超过限制时，开关会关闭，迫使电感放电。

10.4 短路保护

当输出短路到地时，电流限制会降低到350mA，防止芯片损坏。

10.5 欠压锁定

当输入电压超过欠压锁定上升阈值时，芯片开始工作；当输入电压低于下降阈值时，芯片停止工作。同时，设置了40ms的延迟，防止因输入电压尖峰导致芯片误操作。

10.6 主动放电

通过DISP和DISN引脚可以控制正、负输出的主动放电，在电源关闭时快速释放电容上的电荷。

10.7 输出电压调整

输出电压会根据编程的VCPO和VCNO电压自动调整，满足不同应用的需求。

10.8 EMI和声学干扰

通过在输入电源路径中插入铁氧体磁珠和优化PCB布局，可以减少电磁干扰。同时，芯片限制最低脉冲跳跃频率高于可听频率范围，避免声学干扰。

10.9 组件和参数选择

推荐使用4.7μF至47μF的电容，以及4.7μH的电感，以获得最佳性能。

10.10 启动顺序

当1W引脚拉高时，正输出先启动，负输出在1W引脚上升沿5ms后启动。

十一、PCB布局指南

PCB布局对于电源供应设计至关重要。良好的PCB布局可以减少EMI，提高输出电压的调节性能。以下是一些推荐的PCB布局指南：

11.1 电源接地平面

将电源接地平面设置在顶层，所有电容接地和PG引脚必须连接在一个不间断的接地平面上。

11.2 模拟地和电源地连接

AG和PG必须连接在同一接地平面上。

11.3 避免过孔

尽量避免使用过孔，因为过孔具有较高的电感和电阻。如果必须使用过孔，应使用多个过孔并联以减少寄生参数。

11.4 高dv/dt信号处理

对于高dv/dt信号（开关引脚走线），应尽量减少铜面积，避免与其他走线或接地平面形成无意的平行板电容。最好在同一层上走线和返回。

11.5 高di/dt信号处理

对于高di/dt信号，应保持走线短、宽且间距小，以减少杂散电感和电流环路面积，防止EMI。

11.6 输入电容布局

将输入电容靠近芯片，使用低电感走线。

11.7 开关节点引脚到电感的走线

尽量缩短开关节点引脚到电感的走线，以减少EMI发射和噪声耦合。

11.8 信号路径隔离

将模拟信号路径与电源路径隔离，避免相互干扰。

十二、总结

SGM38042A是一款功能强大、性能卓越的单电感三输出AMOLED显示电源芯片。它具有多种特性和保护功能，能够为AMOLED显示面板提供稳定、高效的电源。在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的型号和组件，并遵循PCB布局指南，以确保芯片的性能和可靠性。你在使用SGM38042A芯片的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。