MAX749：数字可调LCD偏置电源的卓越之选

在当今的电子设备中，LCD显示屏的应用极为广泛，而LCD偏置电源对于显示屏的性能起着关键作用。今天要给大家介绍的MAX749，就是一款数字可调的LCD偏置电源芯片，它具有诸多出色的特性和功能，适用于多种电子设备。

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一、产品概述

MAX749能够从2V至6V的输入电压产生负的LCD偏置对比度电压，其满量程输出电压可缩放至 -100V 或更高，并且通过内部数模转换器（DAC）以64个相等的步长进行数字调节。构建一个完整的电源仅需七个小型表面贴装元件，输出电压还可以使用PWM信号或电位器进行调节。

二、产品特性

（一）输入电压范围灵活

支持 +2.0V 至 +6.0V 的输入电压范围，能够适应多种不同的电源供应。

（二）输出电压控制灵活

1. 数字控制：通过内部DAC实现64步数字调节。
2. 电位器调节：可使用电位器对输出电压进行调节。
3. PWM控制：利用PWM信号控制输出电压。

（三）输出电压范围设定简单

通过一个电阻即可设定输出电压范围。

（四）低静态电流

最大静态电流仅为60µA，在关机模式下可降低至15µA以下，同时在关机时能保留电压设定点，简化了软件控制。

（五）封装尺寸小

采用8引脚SO和塑料DIP封装，节省电路板空间。

三、工作原理

MAX749与典型工作电路中的外部组件构成了一个反激式转换器。当外部晶体管导通时，电流流经电流检测电阻、晶体管和线圈，能量存储在线圈的磁芯中，此时二极管不导通。当晶体管关断时，电流从输出端流经二极管和线圈，使输出变为负电压。反馈控制调整外部晶体管的导通时间，以提供稳定的负输出电压。

MAX749独特的控制方案结合了脉冲跳频、脉冲频率调制（PFM）转换器的超低电源电流和脉冲宽度调制（PWM）转换器的高满载效率特性，使其能够在宽负载范围内实现高效率。电流检测功能和高工作频率允许使用小型外部组件。

四、输出电压控制

（一）数字调节

输出电压通过单个外部电阻和内部电流输出DAC进行设置。满量程输出电压由反馈电阻 $R{FB}$ 决定，公式为 $-V{OUT(MAX) }=R{FB} × 20 mu A$。上电或复位后，计数器将DAC输出设置为中间范围，即 $-V{OUT }=R_{FB} ×13.33 mu A$。每次ADJ引脚的上升沿会使计数器递增，从而增加DAC输出，当超过满量程时，计数器会循环并将DAC设置为最小值。

（二）电位器调节

也可以使用电位器代替内部DAC来调节输出电压。上电时，内部电流源设置为中间量程13.33µA。通过以下公式选择R1和R2：$R1=-V{OUT(MIN) } / 13.33 mu A$，$R2=-V{OUT(MAX) } / 13.33 mu A - R1$。

（三）PWM调节

正脉冲宽度调制（PWM）逻辑信号（如来自微控制器）可以控制MAX749的输出电压。使用PWM信号通过合适的电阻上拉FB引脚，同时需要在PWM输出端添加一个RC网络。PWM信号高电平持续时间越长，MAX749的输出越负。

五、设计步骤与组件选择

（一）设置输出电压

根据公式 $-V{OUT(MAX) }=R{FB} × 20 mu A$ 选择反馈电阻 $R_{FB}$ 来设置满量程输出电压。

（二）电流检测电阻选择

电流检测电阻限制开关峰值电流为 $140mV/R_{SENSE}$。为了最大化效率并减小外部组件的尺寸和成本，应尽量减小峰值电流，但不能设置过低，因为输出电流是峰值电流的函数。选择合适的电流检测电阻可按以下两步进行：

1. 确定最小输入电压 $V{IN(MIN)}$、最大输出电压 $V{OUT(MAX)}$ 和最大输出电流 $I_{OUT(MAX)}$。
2. 在图9a - 9e中找到合适的输出电压曲线，选择在最低输入电压下输出电流足够的最高 $R_{SENSE}$ 曲线。

（三）电感选择

实际电感值范围为22µH至100µH，通常47µH是一个不错的选择。推荐使用具有铁氧体磁芯或等效材料的电感，其饱和电流额定值理想情况下应等于电流限制值。Sumida CD54 - 470N（47µH，720mA，370mΩ）适用于广泛的应用，而较大的CD105 - 470N（47µH，1.17A，170mΩ）允许更高的电流水平和效率。

（四）二极管选择

由于MAX749的高开关频率，需要使用高速整流器，推荐使用肖特基二极管，如1N5817 - 1N5822系列。选择平均电流额定值约等于由 $180mV/R{SENSE}$ 确定的峰值电流，且击穿电压大于 $V{+} + | - V_{OUTMAX}|$ 的二极管。

（五）外部开关晶体管选择

MAX749可以驱动PNP晶体管或P沟道逻辑电平MOSFET。选择功率开关取决于输入电压范围、成本和效率。MOSFET提供最高效率，但需要几伏的栅源电压才能导通，因此需要5V或更高的输入电源。PNP晶体管可在MAX749的整个2V至6V工作电压范围内使用。

（六）基极电阻选择

基极电阻 $R{BASE}$ 控制PNP晶体管的基极电流。较低的 $R{BASE}$ 值会增加基极驱动，提供更高的输出电流并补偿较低的输入电压，但会降低效率。较高的 $R_{BASE}$ 值会提高效率，但会降低输出能力，特别是在低电压下。

（七）电容选择

1. 输出滤波电容：一个22µF、30V的表面贴装（SMT）钽输出滤波电容通常能在从5V输入产生 - 24V、40mA的输出时保持100mVp - p的输出纹波。对于轻负载应用，可使用更小的电容。
2. 输入旁路电容：一个22µF的钽电容与一个0.1µF的陶瓷电容并联通常能提供足够的旁路。如果输入电源阻抗较高，可能需要更大的电容。
3. 补偿电容：由于反馈电阻值较高，如果FB引脚存在寄生电容，反馈环路容易产生相位滞后。为了补偿这一点，可能需要在 $R{FB}$ 两端并联一个电容 $C{COMP}$，其值通常在0pF至220pF之间。

六、应用领域

MAX749适用于多种电子设备，如笔记本电脑、便携式电脑、掌上电脑、个人数字助理、通信计算机、便携式数据采集终端等。

七、注意事项

（一）绝对最大额定值

使用时需注意各引脚的绝对最大额定值，如V + 的范围为 - 0.3V至 + 7V，CTRL、ADJ、FB、DLOW、DHI、CS等引脚为 - 0.3V至 (V + + 0.3V) 等，超出这些额定值可能会对设备造成永久性损坏。

（二）温度范围

不同型号的MAX749具有不同的工作温度范围，如MAX749C_A为0°C至 + 70°C，MAX749E_A为 - 40°C至 + 85°C，使用时需根据实际应用环境选择合适的型号。

（三）PCB布局和接地

由于高电流水平和快速开关波形，正确的PCB布局至关重要。应保持所有引线短，特别是连接到FB引脚的引线以及连接Q1、L1和D1的引线。使用星形接地配置，将输入旁路电容、输出电容和电感的接地引线连接到MAX749的GND引脚旁边的公共点。

MAX749是一款功能强大、性能出色的数字可调LCD偏置电源芯片，通过合理的设计和组件选择，能够为各种电子设备的LCD显示屏提供稳定、高效的偏置电压。大家在实际应用中，不妨根据具体需求深入研究和尝试，看看它能为你的产品带来怎样的提升。你在使用类似芯片时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。