用于扁平QFN中的TFT-LCD的5输出高电流电源

LT®3513 是一款高度集成的 5 输出稳压器，专为利用单个 IC 提供大型 TFT 液晶显示器 （LCD） 通常需要的所有电源电压而设计。该器件具有一个降压型开关稳压器，可从宽电压范围输入（如汽车电池）产生 3.3V 或 5V 逻辑电压。通过增加一个由内部线性稳压器驱动的外部NPN，可以从第一个电源产生一个较低电压的逻辑电源。其他三个片内稳压器提供LCD所需的三种偏置电压：一个产生AVDD的高功率升压稳压器，一个产生VON的低功耗升压稳压器和一个提供VOFF的反相稳压器。

选择开关稳压器而不是线性稳压器，以适应宽输入电压范围（提供升压和降压功能）并最大限度地降低功耗。LT3513 的宽输入范围 （4.5V 至 30V） 使其能够接受多种电源，包括汽车电池、分布式电源和墙上变压器。扁平的 38 引脚 QFN 封装背面有一个裸露金属焊盘，以最大限度地提高热性能。

所有稳压器均同步至一个 2MHz 内部时钟，因而允许使用小型低成本电感器和陶瓷电容器。由于不同类型的面板可能需要不同的偏置电压，因此所有输出电压都可以调节，以实现最大的灵活性。每个稳压器都包含可编程软启动功能，以限制浪涌电流。

操作

图 1 显示了一个 5 输出 TFT LCD 电源，该电源可以容纳 8V 至 30V 输入电压。第一个开关转换器利用降压稳压器产生一个 5V 逻辑电源。具有外部 NPN 的内部线性稳压器采用 3V 电源作为输入产生一个 3.5V 逻辑电源。第二个开关稳压器用于将 5V 电源升压至 8V、80mA AVDD偏置供应。另一个升压转换器和一个逆变器产生V上和 V关闭，也使用 5V 电源作为输入。

图1.完整的 5 输出 2MHz TFT-LCD 电源。

当首次向输入施加电源时，RUN-SS1电容器开始充电。当其电压达到0.8V时，切换器1被启用。RUN-SS1 引脚上的电容器控制开关稳压器 1 输出、VLOGIC 和 L1 中的浪涌电流的斜坡速率。开关稳压器 2、3 和 4 由 BIAS 引脚控制，该引脚通常连接到 VLOGIC。当 BIAS 引脚高于 2.8V 时，RUNSS-2 和 RUN-SS3/4 引脚上的电容器开始充电，使能开关控制器 2、3 和 4。当AVDD达到其编程电压的90%时，PGOOD引脚被拉低。当 AVDD、VOFF 和 E3 均达到 90% 或其编程电压时，CT 定时器使能，一个 20μA 电流源开始为 CT 充电。当CT引脚达到1.1V时，输出PNP导通，将E3连接至VON。图2所示为图1中电路的启动顺序。

图2.电源的启动波形如图1所示。

如果其中一个稳压 VLOGIC、AVDD、VOFF 或 E3 的骤降超过 10%，则内部 PNP 关闭以关断 VON。此操作可保护面板，因为 VON 必须在场才能打开 TFT 显示屏。PGOOD引脚可以在升压稳压器的输出端驱动一个可选的PMOS器件，以便在关断期间断开AVDD处的负载与输入的连接。转换器使用全部陶瓷电容器。推荐使用 X5R 和 X7R 类型，因为这些材料可在很宽的温度范围内保持电容。

所有四个开关稳压器均采用恒定频率、电流模式控制方案。开关稳压器1使用检测电感电流的反馈方案，而其他开关稳压器则监视开关电流。电感电流检测方法避免了最小的导通时间问题，并在任何输入至输出电压比下保持开关电流限值。其他三个稳压器具有频率折返方案，当其FB引脚低于0.75V时，可降低开关频率。该特性可降低启动和过载条件下的平均电感电流，从而最大限度地降低电源开关和外部组件的功耗。

布局注意事项

正确的 PC 板布局对于实现最佳运行性能非常重要。承载高开关电流的路径应短而宽，以最大限度地降低寄生电感。在降压稳压器中，该环路包括输入电容、内部电源开关和肖特基二极管。在升压稳压器中，该环路包括输出电容、内部电源开关和肖特基二极管。使所有环路补偿元件和反馈电阻远离高开关电流路径。LT3513 引脚排列专为便于 PCB 布局而设计。保持从反馈电阻中心到相应FB引脚的走线尽可能短。LT3513 在 IC 的背面具有一个裸露的接地衬垫以降低热阻。在器件下方应放置一个具有多个接地层的接地层，以将热量从IC传导出去。

结论

LT®3513 是一款用于 TFT-LCD 面板的全面而紧凑的电源解决方案。其宽输入范围和低功耗使其可用于各种应用。所有四个集成开关稳压器均具有 2MHz 开关频率，并允许专门使用陶瓷电容器，以最大限度地减小电路尺寸、成本和输出纹波。

审核编辑：郭婷