汽车显示电源解决方案MAX16926：性能、设计与应用全解析

在汽车电子领域，显示屏的电源管理至关重要。今天要介绍的MAX16926，是一款专为现代汽车TFT显示屏主电源轨设计的4通道电源管理IC，它与MAX20069结合，能为汽车显示电源供应需求提供双芯片解决方案。下面将详细介绍MAX16926的特点、参数以及应用设计要点。

文件下载：MAX16926.pdf

1. 产品概述

1.1 主要功能

MAX16926集成了高压降压转换器、高压线性稳压器、低压DC/DC转换器和低压线性稳压器，可将电池电压转换为3.3V、1.1V和1.8V等不同电压，满足汽车显示屏不同模块的供电需求。同时，它还集成了看门狗定时器，能有效防止代码失控。

1.2 产品优势

• 高集成度：提供完整的显示电源解决方案，集成多个电源模块，减少外部元件数量。
• 鲁棒性与低EMI：具有可编程开关频率、内部扩频振荡器和压摆率控制开关等特性，降低电磁干扰。
• 保护功能完善：具备热关断保护，确保在高温环境下安全运行。
• 封装紧凑：采用4mm x 4mm的TQFN20封装，节省电路板空间。

2. 关键参数与性能

2.1 绝对最大额定值

参数	额定值
BATT, PGATE to GND	-0.3V to 40V
LXC, V33, LDO2 to GND	-0.3V to V5 + 0.3V
START, WAKE to GND	-0.3V to +6V
RT, WDI, FIN to GND	-0.3V to BIAS + 0.3V
PGB, PGOOD, PG1, BIAS, V5, LDO1 to GND	-0.3V to +6V
PGND to GND	-0.3V to +0.3V
LX, LXC Short - Circuit Duration	Continuous
BSTB to LX	-0.3V to +6V
LX to GND	-0.3V to V BATT + 0.3V

2.2 电气特性

• 输入电压范围：3.5V - 36V（<1s时可达40V）
• 工作电源电流：无负载、无开关、START = WAKE = 1时，典型值4.5mA
• 待机电源电流：START = WAKE = 0，仅LDO1无负载工作，V BATT = 12V时，典型值14.5μA
• 欠压锁定：上升阈值3 - 3.45V，下降阈值2.5 - 2.9V
• 热关断：上升阈值160°C，下降阈值140°C

2.3 各电源模块特性

• 高压降压转换器：输出电压3.234 - 3.366V（输出电流0 - 1.2A），开关频率可通过RT引脚电阻设置，最大占空比98 - 99%。
• 低压降压转换器：输出电压1.075 - 1.125V（输出电流0 - 1.6A），开关频率2 - 2.2MHz。
• 高压线性稳压器（LDO1）：输出电压3.234 - 3.366V（输出电流0 - 50mA），电流限制100 - 300mA。
• 低压线性稳压器（LDO2）：输出电压1.762 - 1.836V，电流限制175 - 320mA。

3. 引脚功能与配置

3.1 引脚描述

引脚	名称	功能
1	WDI	看门狗输入，用于复位看门狗计数器
2	PGOOD	序列错误输出，低电平表示上电序列未成功完成或调节器失调
3	PGB	高压降压转换器的开漏电源良好输出
4	PG1	高压线性稳压器的开漏电源良好输出
5	FIN	低电平有效故障输入，拉低时禁用PGATE输出
6	START	高电平有效序列启动引脚，控制上电和下电序列
7	WAKE	唤醒输入，高电平时启用看门狗定时器
8	BIAS	内部偏置调节器输出，需连接1μF陶瓷电容到地
9	PGATE	电流吸收驱动输出，用于驱动外部pMOSFET
10	LDO1	高压3.3V稳压器输出，需连接至少44μF旁路电容到地
11	BATT	电池电源输入，需连接10μF陶瓷电容到地
12	LX	高压降压转换器的开关节点
13	BSTB	高压降压的升压电容连接端
14	GND	接地连接
15	V5	高压降压转换器的3.3V输出
16	LXC	低压降压转换器的开关节点
17	PGND	电源接地连接
18	RT	频率设置引脚，通过连接电阻到地设置转换器开关频率
19	V33	低压降压转换器的1.8V输出
20	LDO2	低压线性稳压器输出，需连接至少22μF旁路电容到地

3.2 引脚配置

MAX16926采用TQFN 4mm x 4mm封装，引脚布局合理，方便电路板设计。

4. 工作原理与序列

4.1 启动序列

当START引脚置高时，启动上电序列。首先激活内部偏置电路和逻辑，开启高压降压转换器。当V5达到电源良好水平时，开启PGATE输出、低压降压转换器和低压LDO。当所有输出达到电源良好水平（PGATE输出不监测）时，PGOOD输出置高，表示序列成功结束。

4.2 状态控制

通过START和WAKE引脚的不同组合，可以控制设备的工作状态，具体如下表所示：	START	WAKE	看门狗	LDO1	HV BUCK	LDO2	LV BUCK	PGATE	备注
0	0	Off	On	Off	Off	Off	Off
0	1	On*	On	Off	Off	Off	Off
1	0	On*	On	On	On	On	On	HV buck故障会导致LDO2、LV buck和PGATE禁用，直到HV buck恢复
1	1	On*	On	On	On	On	On

*除非RT引脚电阻值为110kΩ或150kΩ

5. 应用设计要点

5.1 外部元件选择

• 高压降压转换器
  • 电感选择：考虑电感值（L）、电感饱和电流（ISAT）和直流电阻（RDCR）。建议选择30%的峰 - 峰纹波电流与平均电流比（LIR = 0.3），根据公式(L=(V{BATT}-V{V5})×V{V5}/(V{BATT}×F{SW}×I{OUTV5}×L_{IR}))计算电感值。确保电感峰值电流低于高压降压最小电流限制值（2.4A），电感饱和电流高于高压最大电流限制值（4A）。
  • 输出电容：2MHz开关频率时使用44μF输出电容，400kHz开关频率时使用66μF输出电容。
• 低压降压转换器
  • 电感选择：同样选择LIR = 0.3，根据公式(L=(V{V5}-V{V3})×V{V3}/(V{V5}×F{SW}×I{OUTV3}×L_{IR}))计算电感值。确保电感峰值电流低于低压降压最小电流限制值（1.8A），电感饱和电流高于低压最大电流限制值（3.7A）。
  • 输出电容：使用22μF输出电容。

5.2 布局考虑

• 使用多层电路板，提高抗噪性和散热能力。
• 在器件下方使用大面积连续铜平面，确保散热良好。
• 保持高电流路径短，特别是接地端。
• 保持电源走线和负载连接短，使用厚铜PCB提高满载效率。
• 将BIAS旁路电容尽可能靠近BIAS引脚放置。

6. 典型应用电路

文档中给出了MAX16926 - HV Buck在400KHz和2MHz两种工作频率下的典型应用电路，为实际设计提供了参考。

7. 总结

MAX16926是一款功能强大、集成度高的汽车显示电源解决方案，适用于信息娱乐显示屏、中央信息显示屏和仪表盘等应用。在设计过程中，合理选择外部元件和优化电路板布局是确保其性能稳定的关键。各位工程师在实际应用中，不妨根据具体需求灵活调整设计，充分发挥MAX16926的优势。你在使用类似电源管理IC时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。