MAX20069评估套件：汽车TFT - LCD电源与背光驱动解决方案

引言

在汽车电子领域，TFT - LCD显示屏的应用越来越广泛，对于其电源和背光驱动的要求也日益提高。MAX20069评估套件（EV kit）为我们提供了一个全面且高效的解决方案，用于评估MAX20069芯片在汽车TFT - LCD应用中的性能。接下来，我们将深入探讨该评估套件的各个方面。

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一、概述

MAX20069评估套件主要用于演示MAX20069集成电路，这是一款高度集成的电源和LED背光驱动器，专为汽车TFT - LCD应用设计。该套件是一个完全组装和测试好的表面贴装PCB，为小型汽车显示屏提供了完整的电源管理解决方案。它可以配置为独立模式或I2C模式运行。

二、套件特点与优势

输入范围广泛

• TFT电源部分的输入范围为2.8V至5.5V，LED驱动部分的输入范围为4.5V至42V，能够适应不同的电源环境。

  可配置的开关频率

• TFT电源部分和LED驱动部分都支持2.2MHz或440kHz的I2C可编程升压和反相降压 - 升压开关频率，并带有扩频选项，有助于减少电磁干扰。

  多种输出电压和电流配置

• TFT部分在独立模式下有默认的输出电压，如+6V输出（150mA）、 - 6V输出（100mA）、 +16V输出（3mA）和 - 7V输出（3mA）。HB LED串输出电流可配置为20mA、50mA、100mA、120mA或150mA。

  丰富的保护和控制功能

• 展示了逐周期电流限制和热关断功能，以及LED驱动部分的自适应电压优化功能。支持I2C可编程性，配备专用的GUI，方便用户进行操作和配置。同时，其经过验证的PCB布局和热设计，确保了套件的稳定性和可靠性。

三、所需设备与操作步骤

所需设备

• MAX20069 EV套件
• 2.8至5.5V、2A的直流电源
• 5V至36V、4A的直流电源
• 两个数字电压表（DVMs）
• 四个串联的HB LED串（每个串6个LED，额定电流不低于150mA）
• 用于测量HB LED电流的电流探头
• MINIQUSB + 接口板及USB电缆
• 带有备用USB端口的Windows兼容PC

操作步骤

独立模式

1. 验证跳线J1闭合（DS1绿色LED连接）。
2. 验证跳线J9闭合（FAULT信号启用）。
3. 验证跳线J23断开（设备启用）。
4. 验证跳线J19闭合（降压 - 升压转换器输入连接到TFT_POWER_INPUT PCB焊盘）。
5. 验证跳线J10、J11、J21断开（FBP、FBPG、FBNG反馈输入启用）。
6. 验证跳线JMP1 - JMP4在引脚1 - 2之间安装分流器（泄放电阻连接，所有电流沉启用）。
7. 验证跳线I2C断开，跳线J2闭合（SEQ引脚通过 (R1 = 10kΩ) 电阻连接到GND）。
8. 验证跳线J12在引脚2 - 3之间安装分流器（BATT引脚连接到BATT PCB焊盘）。
9. 验证跳线100mA闭合。
10. 将2.8V至5.5V、2A直流电源的正极连接到TFT_POWER_INPUT PCB焊盘，负极连接到PGND PCB焊盘。
11. 将5V至36V、4A直流电源的正极连接到BATT PCB焊盘，负极连接到PGND PCB焊盘。
12. 在OUT1和AGND PCB焊盘之间连接一个DVM。
13. 在TFT输出PCB焊盘（POS、NEG、VGVDD、VGVEE）之一和AGND PCB焊盘之间连接一个DVM。
14. 将四个LED串从VBOOST连接到OUT1、OUT2、OUT3和OUT4 PCB焊盘。
15. 将电流探头夹在通道1 HB LED + 线上以测量LED电流。
16. 打开2.8V至5.5V、2A直流电源并将其设置为3.3V，此时绿色LED（DS1）应亮起。
17. 打开5V至36V、4A直流电源并将其设置为12V，此时LED串应亮起。
18. 验证默认的TFT电压： (POS = - NEG = 6V) ， (VGVDD = 16V) ， (VGVEE = - 7V) 。
19. 测量每个OUT_ PCB焊盘到PGND的电压，并验证最低电压约为1V。
20. 使用电流探头测量LED电流并验证所有通道。

I2C模式

1. 访问www.maximintegrated.com/evkitsoftware下载最新版本的EV套件软件MAX20069GUISetupV01.exe。
2. 在PC上运行MAX20069GUISetupV01.exe程序安装EV套件软件（GUI），该软件将与所需的MINIQUSB + 驱动程序一起安装。
3. 验证跳线J1闭合（DS1绿色LED连接）。
4. 验证跳线J9闭合（FLTB信号启用）。
5. 验证跳线J23闭合（EN引脚接地，设备通过I2C启用）。
6. 验证跳线J19闭合（降压 - 升压转换器输入连接到TFPOWER_INPUT PCB焊盘）。
7. 验证跳线J10、J11、J21闭合（FBP、FBPG、FBNG反馈输入接地）。
8. 验证跳线JMP1–JMP4在引脚1 - 2之间安装分流器（泄放电阻连接，所有电流沉启用）。
9. 验证跳线I2C闭合，跳线J2–J8断开（SEQ引脚连接到TFT_POWER_INPUT PCB焊盘）。
10. 验证跳线J12在引脚2 - 3之间安装分流器（BATT引脚连接到BATT PCB焊盘）。
11. 验证在跳线ADD0或跳线ADD1上安装分流器。
12. 验证跳线100mA闭合。
13. 将MINIQUSB + 接口板的P3插头连接到EV套件上的J24插头。
14. 将2.8V至5.5V、2A直流电源的正极连接到TFT_POWER_INPUT PCB焊盘，负极连接到PGND PCB焊盘。
15. 将5V至36V、4A直流电源的正极连接到BATT PCB焊盘，负极连接到PGND PCB焊盘。
16. 在OUT1和AGND PCB焊盘之间连接一个DVM。
17. 在TFT输出PCB焊盘（POS、NEG、VGVDD、VGVEE）之一和AGND PCB焊盘之间连接一个DVM，并验证默认的TFT电压： (POS = - NEG = 6V) ， (VGVDD = 8V) ， (VGVEE = - 6V) 。
18. 将四个LED串从VBOOST连接到OUT1、OUT2、OUT3和OUT4 PCB焊盘。
19. 将电流探头夹在通道1 HB LED + 线上以测量LED电流。
20. 打开2.8V至5.5V、2A直流电源并将其设置为3.3V，此时绿色LED（DS1）应亮起。
21. 打开5V至36V、4A直流电源并将其设置为12V。
22. 启动EV套件软件应用程序。
23. 从EV套件软件工具栏中选择“Device” -> “Scan for Address”，GUI将扫描I2C总线上可用的从地址，并选择第一个地址（即MAX20069 I2C地址），找到地址后按“OK”。
24. 验证GUI右下角的状态栏显示“EV Kit: Connected”。
25. 在0x02 ENABLE寄存器组框中，勾选ENBST、ENPOS、ENNEG、ENGVDD、ENGVEE、ENBLIGHT以激活TFT电源部分和LED驱动部分。
26. 验证默认的TFT电压： (POS = - NEG = 6V) ， (VGVDD = 8V) ， (VGVEE = - 6V) 。
27. 测量每个OUT_ PCB焊盘到PGND的电压，并验证最低电压约为1V。
28. 使用电流探头测量LED电流并验证所有通道。
29. 如需了解更多关于使用GUI和所有可用功能的详细信息，请点击GUI帮助菜单项。

四、硬件详细描述

TFT电源部分

• 该部分由两个源驱动器电源（VPOS和VNEG，可通过EV套件上的POS和NEG PCB焊盘访问）和两个栅极驱动器电源（DGVDD和DGVEE，可通过GVDD和VGVEE PCB焊盘访问）组成。
• 源驱动器电源包括一个同步升压转换器和一个反相降压 - 升压转换器，开关频率为2.2MHz（或440kHz），可产生高达+18V和低至 - 7V的电压。正源驱动器可提供高达150mA的电流，负源驱动器可提供100mA的电流。
• 栅极驱动器电源由调节电荷泵组成，可产生高达+28V和低至 - 21.5V的电压，每个可提供高达3mA的电流。

HB LED部分

• 该部分展示了MAX20069 HB LED驱动器，带有一个集成的升压DC - DC预调节器，后面跟着四个线性电流沉通道。预调节器以2.2MHz（或440kHz）开关，作为电流模式控制的调节器运行，为线性电路提供高达600mA的电流，同时提供过压保护（OVP）。
• 四个线性通道（OUT1 - OUT4）每个可工作在高达48V的电压下，每个通道可吸收高达150mA的电流。每个通道的线性电流沉可配置为20mA、50mA、100mA、120mA或150mA，也可通过在通电前将相应的OUT_通道通过12kΩ电阻连接到地来独立禁用。

五、总结

MAX20069评估套件为汽车TFT - LCD应用提供了一个功能强大且灵活的解决方案。其广泛的输入范围、可配置的开关频率、多种输出电压和电流配置以及丰富的保护和控制功能，使得工程师能够方便地评估和开发相关的电源和背光驱动系统。你在使用这个评估套件的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。