深入解析 TPS65136：AMOLED 电源的理想选择

在当今的电子设备中，AMOLED 显示屏凭借其出色的显示效果，如高对比度、广视角和快速响应时间等，得到了广泛的应用。而 TPS65136 作为一款专门为 AMOLED 显示屏设计的电源管理芯片，能够提供正负极电源轨，为 AMOLED 显示屏提供了高质量的电源解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款芯片。

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产品特性

宽输入电压范围与高精度输出

TPS65136 的输入电压范围为 2.3V 至 5.5V，能够适应多种电源场景。同时，它具备 1% 的输出电压精度，确保了输出电压的稳定性。这对于对电源要求较高的 AMOLED 显示屏来说至关重要，能够有效保证显示屏的显示质量。

低噪声与高功率输出

该芯片采用低噪声设计，减少了电源噪声对 AMOLED 显示屏的干扰。在 (V_{in }=2.9 ~V) 时，它能够提供 750mW 的输出功率，满足 AMOLED 显示屏的功率需求。

SIMO 技术与多输出特性

TPS65136 采用了单电感多输出（SIMO）技术，通过一个电感实现了正负极输出电压的生成。它提供固定的 4.6V 正输出电压，以及低至 -6V 的负输出电压，满足了 AMOLED 显示屏对正负极电源的需求。

高级节能模式与保护功能

芯片具备高级节能模式，在轻负载时能够降低开关频率，提高效率。同时，它还拥有过压保护、短路保护、热关断等多种保护功能，增强了系统的可靠性。

应用领域

TPS65136 主要应用于主动矩阵 OLED（AMOLED）显示屏的电源供应，适用于手机、智能手机等移动设备。其宽输入电压范围和高效的电源转换能力，使其成为 AMOLED 显示屏电源设计的理想选择。

电气特性

供电电流与使能特性

在正常工作时，输入电压范围为 2.3V 至 5.5V，工作静态电流 (IQ) 为 1.7mA，关断电流 (I{SD}) 为 0.1 至 2µA。使能引脚的逻辑高电平电压 (V_H) 为 1.2V，逻辑低电平电压 (V_L) 为 0.4V，内部下拉电阻 (R) 为 500kΩ。

输出特性

正输出电压调节范围为 4.554V 至 4.646V，负输出电压范围为 -2.5V 至 -6V。正输出过压保护在输出电流为 10mA 时，保护电压为 5.5V 至 7V；负输出过压保护为 -7.6V 至 -6V。

其他特性

开关电流限制（M2）在 (V{in }=3.7 ~V) 时为 620 至 940mA，在 (V{in }=2.5 ~V) 时为 720 至 1120mA。输出功率在 (V{pos } - V{neg } ≤ 10 V) 且 (V_{in }=2.9 ~V) 时为 750mW。开关频率在输出电流为 30mA 时为 1MHz，在输出电流为 0mA 时为 40kHz。

典型特性

效率与负载电流关系

从效率与负载电流的关系曲线可以看出，在不同的输入电压下，芯片的效率随着负载电流的变化而变化。使用 4.7µH 电感时，效率相对较高，这是因为其电感纹波电流较小，减少了电感的磁芯和磁化损耗。

不同负载电流下的工作模式

在轻负载电流时，芯片工作在不连续导通模式（DCM），采用峰值电流模式控制；在高负载电流时，工作在连续导通模式（CCM），采用固定关断时间的峰值电流控制。

线路瞬态响应

线路瞬态响应测试表明，在不同的输出电流下，芯片能够快速响应输入电压的变化，保证输出电压的稳定。

详细工作原理

TPS65136 采用四开关降压 - 升压转换器拓扑，通过一个电感实现正负极输出电压的生成。它有两个控制回路，一个误差放大器用于设置正输出电压，接地误差放大器将 FBG 调节到 0V，通过外部反馈分压器设置负输出电压。

在开关周期的第一个阶段，M1 和 M2 闭合，电感连接到输入电源和地；在第二个阶段，M4 和 M3 闭合，电感向正负极输出放电。由于电感同时向两个输出放电，输出电压可以高于或低于输入电压。

设计要点

电容选择

输入电容通常选择 10µF 的陶瓷电容，较大的电容值可以降低输入电压纹波。输出电容一般选择 4.7µF 的电容，对于更高负载电流的应用，可以选择更大的电容值来改善线路瞬态响应。

电感选择

电感的选择对芯片的性能有重要影响。可以选择 4.7µH 或 2.2µH 的电感，4.7µH 电感的纹波电流较小，能够提高整体转换效率。同时，电感的饱和电流应根据应用的最大输出电流选择，一般为 900mA。

PCB 布局

良好的 PCB 布局对于电源设计至关重要。应将功率组件（如电感、输入和输出电容）尽可能靠近芯片引脚放置，参考输出电压 VAUX 的旁路电容应靠近引脚 4。功率走线应使用粗而宽的走线，采用公共接地平面或星形接地连接。

总结

TPS65136 是一款专为 AMOLED 显示屏设计的高性能电源管理芯片，具有宽输入电压范围、高精度输出、低噪声、高效节能等优点。通过合理选择电容、电感和优化 PCB 布局，能够充分发挥芯片的性能，为 AMOLED 显示屏提供稳定可靠的电源。在实际设计中，工程师们可以根据具体的应用需求，灵活运用这些设计要点，打造出优秀的电源解决方案。

你在使用 TPS65136 进行设计时，遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。