MAX1578/MAX1579：小型TFT显示屏的完整偏置与白光LED电源解决方案

在当今的电子设备中，小型TFT显示屏的应用越来越广泛，而稳定、高效的电源供应是确保其正常工作的关键。MAXIM公司的MAX1578/MAX1579芯片为小型有源矩阵TFT - LCD显示屏提供了一套完整的偏置和白光LED电源解决方案，下面我们就来详细了解一下这款芯片。

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一、产品概述

MAX1578/MAX1579专为满足手持设备中对小型有源矩阵TFT - LCD显示屏的电压要求而设计，具有最少的外部组件和高效率的特点。它提供四个稳压输出，由三个用于LCD偏置电源的先进电荷泵和一个用于驱动多达8个串联白光LED背光的升压转换器组成，输入电压范围为2.7V至5.5V。

二、关键特性

（一）集成度高

芯片将四个稳压器集成在一个封装内，其中电荷泵提供+5V、+15V和 - 10V的固定电压，分别用于源驱动器和LCD偏置电路。+5V输出可为源驱动器提供25mA电流，+15V和 - 10V输出分别能提供100µA电流，且无需外部二极管。

（二）高效的背光驱动

升压转换器可驱动多达8个串联的白光LED，实现均匀照明。在6个LED串联、20mA电流的情况下，效率可达84%。支持PWM或模拟调光控制，具有过压保护功能，输入/输出纹波低，采用软启动功能零浪涌电流，1MHz的快速PWM操作有助于减小组件尺寸。

（三）温度管理

MAX1579具有温度降额功能，可避免在高温环境下过度驱动白光LED，在低于42°C时可提供更高的驱动电流。

（四）低功耗与保护

芯片具有独立的LED和偏置电源使能输入，具备热关断保护功能，关断电流低至1µA。

（五）小巧封装

采用节省空间的24引脚4mm x 4mm薄型QFN封装，适合对空间要求较高的应用。

三、电气特性

（一）电源输入与输出

输入工作电源范围为2.7V至5.5V，欠压锁定（UVLO）阈值典型值为2.35V。主电荷泵效率在负载电流为25mA、输入电压为3.9V时可达83%，输出电压稳定在5V左右。

（二）电荷泵性能

正（+15V）负（ - 10V）电荷泵的工作频率为15.6kHz，占空比为50%，效率均可达97%。

（三）LED背光

在6个LED串联、20mA电流的情况下，LED背光效率为84%，输出电压可通过控制引脚进行调节。

四、工作原理

（一）偏置电源

芯片包含一个LED驱动器升压转换器和三个用于LCD偏置的电荷泵。当输入电压低于2.35V时，欠压锁定功能会禁用LED升压转换器和电荷泵；当电压上升且控制引脚信号有效时，相应电路被启用。

（二）电荷泵输出排序

电荷泵的输出按顺序开启和关闭。开启时，先使能5V的主调节器，当主电压超过4.6V时，使能 - 10V的负电荷泵；当负电压达到 - 8V时，使能+15V的正电荷泵。关闭时顺序相反。

（三）LED背光电源

内部MOSFET、1MHz升压转换器为LED提供电源，可驱动多达8个串联LED。输出电压通过调节CS引脚电压来维持恒定电流，同时具备过压保护功能。

（四）软启动与过压保护

LED升压转换器采用软启动功能，消除启动时的浪涌电流。当输出电压超过34V时，过压保护电路会关闭升压转换器；当电压降至32V以下时，重新启动软启动。

五、应用指南

（一）调整LED电流

通过连接CS引脚到地的电阻来设置最大LED电流，计算公式为：

• MAX1578：(R{C S}=frac{330 mV}{I{LED }})
• MAX1579：(R{C S}=frac{340 mV}{I{LED }})

（二）LED调光控制

• 使用DAC：通过DAC输出0.24V至1.65V的电压控制CTRL引脚，可调节LED亮度。
• 直接PWM调光：将200Hz至200kHz的PWM信号直接应用于CTRL引脚，可实现LED电流从0到满量程的调节。

（三）输入/输出纹波处理

输入纹波取决于源电源的输出阻抗，可通过添加低通滤波器或增加输入电容来降低；输出纹波可通过输出滤波器或增加输出电容值来减小。

六、组件选择与布局

（一）组件选择

• 电容：建议使用具有X5R、X7R或更好介电常数的低ESR陶瓷电容，具体电容值可参考文档中的推荐列表。
• 电感：推荐电感值范围为10µH至47µH，22µH电感在大多数应用中可优化效率。
• 肖特基二极管：需要高速整流二极管，肖特基二极管因其快速恢复时间和低正向压降而被推荐。

（二）PCB布局与布线

由于芯片具有快速开关波形，需要精心设计PCB布局。应尽量减小芯片与电阻、电感、二极管、输入电容和输出电容之间的走线长度，保持走线短、直、宽，将嘈杂的走线（如LX节点走线）远离CS引脚。

MAX1578/MAX1579芯片以其高集成度、高效率、低功耗等优点，为小型TFT显示屏的电源设计提供了一个优秀的解决方案。在实际应用中，工程师们可以根据具体需求合理选择组件和进行PCB布局，以充分发挥芯片的性能。大家在使用这款芯片的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区交流分享。