TPS65632：AMOLED显示电源的理想之选

在电子设计领域，显示屏的电源供应至关重要，尤其是对于AMOLED这类对电源要求较高的显示屏。德州仪器（TI）的TPS65632是一款专为驱动AMOLED显示屏设计的三输出电源管理芯片，下面我们就来详细了解一下。

文件下载：tps65632.pdf

一、特性亮点

（一）多种输出电压与精度

• Boost Converter 1（VPOS）：输入电压范围为2.9 - 4.5V，输出电压固定为4.6V，在25°C - 85°C温度范围内精度可达0.5%，具备专用的输出感应引脚，能够输出300mA的电流，为显示屏提供稳定的正电压。
• Inverting Buck - Boost Converter（VNEG）：可提供 - 1.5V至 - 5.4V的可编程输出电压，默认输出电压为 - 4V，同样能输出300mA电流，满足显示屏对负电压的需求。
• Boost Converter 2（AVDD）：输出电压可选5.8V或7.7V，能输出30mA电流，为显示屏的其他电路提供稳定电源。

（二）出色的性能表现

• 优秀的线性瞬态调节能力：能够在输入电压变化时迅速做出响应，保证输出电压的稳定。
• 完善的保护功能：集成了短路保护和热关断功能，当出现短路或芯片温度过高时，能及时保护芯片，提高系统的可靠性。
• 小巧的封装：采用3mm × 3mm的16引脚WQFN封装，节省电路板空间，适合小型设备的设计。

二、应用场景

TPS65632主要应用于AMOLED显示屏，无论是智能手机、平板电脑还是其他便携式设备，只要使用了AMOLED显示屏，TPS65632都能为其提供稳定可靠的电源。那么在实际设计中，我们应该如何更好地发挥它的性能呢？这就需要深入了解其内部结构和工作原理。

三、详细解析

（一）内部结构与功能

TPS65632由两个升压转换器和一个反相降压 - 升压转换器组成。VPOS输出固定为4.6V，VNEG可通过数字接口在 - 1.4V至 - 5.4V范围内编程，AVDD可通过SELP2引脚在7.7V和5.8V之间选择。CT引脚电容可调节VNEG输出的过渡时间。

（二）各转换器特点

• Boost Converter 1（VPOS）：采用固定频率电流模式拓扑，输出电压由工厂设定为4.6V，用户无法更改。为保证输出电压精度，建议将输出感应引脚（FBS）直接连接到主输出电容的正端。
• Inverting Buck - Boost Converter（VNEG）：采用恒定关断时间电流模式拓扑，默认输出电压为 - 4.0V。可通过数字接口对输出电压进行离散编程，当不使用输出电压设置功能时，CTRL引脚可作为标准使能引脚。
• Boost Converter 2（AVDD）：同样采用固定频率电流模式拓扑，输出电压由SELP2引脚选择，SELP2为低电平或浮空时AVDD = 7.7V，为高电平时AVDD = 5.8V。

（三）启动与保护机制

• 软启动和启动顺序：具备软启动功能，可限制浪涌电流。当EN引脚为高电平时，Boost Converter 2（AVDD）启用；当CTRL引脚为高电平时，Boost Converter 1启动，10ms后反相降压 - 升压转换器（VNEG）以默认值 - 4V启动。
• 欠压锁定：当输入电源电压过低时，该功能会禁用芯片，防止芯片在异常电压下工作。
• 短路保护：在正常运行和启动过程中，若检测到VPOS或VNEG出现短路情况，芯片会进入关断状态，输出与输入断开。要恢复正常运行，需使V1低于欠压锁定阈值或使CTRL引脚先低后高。
• 输出放电：在关断时，芯片会对输出进行放电，确保系统安全。
• 热关断：当芯片结温超过145°C（典型值）时，芯片进入热关断状态，所有功能停止。要恢复正常运行，也需使V1低于欠压阈值或使CTRL引脚先低后高。

四、设计指南

（一）典型应用电路

典型应用电路适用于为智能手机中的AMOLED显示屏供电，可由单节锂离子电池供电，产生4.6V的正输出电压VPOS、 - 4.0V的负输出电压VNEG和5.8V或7.7V的正输出电压AVDD。VPOS和VNEG输出可提供高达300mA的电流，AVDD输出可提供高达30mA的电流。

（二）元件选择

• 电感选择：VPOS和AVDD转换器推荐使用4.7µH的电感，VNEG升压转换器推荐使用10µH的电感。使用不同电感时，建议在设计最终确定前充分测试电路性能，尤其要关注电感的饱和电流。
• 电容选择：推荐的电容值在文档中有详细说明，使用小于推荐电容值可能会导致电压纹波增加。同时要注意陶瓷电容的直流偏置效应，确保有效电容满足应用需求。

（三）布局建议

• 输入电容和输出电容应尽可能靠近芯片，使用短而宽的走线连接。
• CT电容的接地端应直接与AGND（引脚7）连接。
• 输入地和输出地应在同一电路板层连接，避免通过过孔连接。
• 将AGND、PGND1和PGND2与外露散热焊盘连接，提高散热性能。

五、总结

TPS65632以其丰富的功能、出色的性能和小巧的封装，为AMOLED显示屏的电源设计提供了优秀的解决方案。在实际设计中，电子工程师们需要根据具体应用需求，合理选择元件、优化电路布局，以充分发挥TPS65632的优势。你在使用类似电源管理芯片时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。