TFT-LCD低功耗多輸出電源管理芯片的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、由于TFT-LCD的高清晰度、高分辨率、低功耗、低工作電壓使得其應(yīng)用前景非常廣闊，其供電電源解決方案日益趨向集成化，但設(shè)計(jì)空間、成本、工作效率、穩(wěn)定性、瞬態(tài)響應(yīng)特性都嚴(yán)重影響性能的進(jìn)一步提高，且影響TFT-LCD畫面顯示質(zhì)量，本文著力于研究TFT-LCD的低功耗多輸出集成供電方案的環(huán)路穩(wěn)定性、工作模式、尺寸大小及提高TFT-LCD畫面質(zhì)量的電源理論和方法，提出TFT-LCD單片集成供電電源的系統(tǒng)架構(gòu)，其主要包括Boost DC-DC，b

2、uck DC-DC，可調(diào)輸出多模式低紋波電荷泵，低靜態(tài)電流LDO，高性能軌對(duì)軌運(yùn)算放大器，門寬調(diào)制控制器GPM，極大地提高了供電系統(tǒng)的集成度，減小了尺寸，降低了設(shè)計(jì)成本。研究成果包括：
　　 1.采用全占空比區(qū)間的分段線性斜坡補(bǔ)償電路使得斜坡補(bǔ)償電路在不同的占空比區(qū)間具有不同的工作斜率，極大地改善了DC-DC的穩(wěn)定性和帶載能力，有效地減小了斜坡補(bǔ)償對(duì)系統(tǒng)帶載能力和瞬態(tài)響應(yīng)的負(fù)面影響。
　　 2.為了TFT-LCD供電方案

3、設(shè)計(jì)成本和尺寸的減小，設(shè)計(jì)了一種新穎的適用于Buck型DC-DC的驅(qū)動(dòng)電路，在芯片內(nèi)部采用一個(gè)電荷泵和自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間控制邏輯的驅(qū)動(dòng)電路，有效地提高了驅(qū)動(dòng)效率。
　　 3.為了能夠有效地滿足TFT-LCD的外圍數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路的供電需求，采用一種雙重自適應(yīng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的低靜態(tài)電流的LDO線性穩(wěn)壓器，該補(bǔ)償技術(shù)能夠產(chǎn)生兩個(gè)隨負(fù)載變化的零點(diǎn)以抵消不同負(fù)載條件下的極點(diǎn)變化帶來的影響，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，該補(bǔ)償技術(shù)幾乎不消耗電流，有效地降低了系

4、統(tǒng)的功耗。
　　 4.針對(duì)TFT-LCD的供電電源的需求，設(shè)計(jì)中提出可調(diào)輸出多模式低紋波電荷泵，作為TFT-LCD柵極驅(qū)動(dòng)電路的供電電源，有效地降低了系統(tǒng)的EMI，提高了TFT-LCD的畫面質(zhì)量，根據(jù)負(fù)載大小采用不同的工作模式，降低了系統(tǒng)功耗。
　　 5.提出電荷泵簡便的環(huán)路穩(wěn)定性驗(yàn)證方法，對(duì)于電壓回路，將可調(diào)輸出電荷泵的功率管等效為壓控電流源進(jìn)行線性化，泵電容用電壓源代替，可以得到波特圖進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 6.應(yīng)

5、對(duì)TFT-LCD閃爍現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)制，論文中提出了門寬調(diào)制控制器GPM和高壓開關(guān)控制器，設(shè)計(jì)中采用輸出延時(shí)可調(diào)和下降斜率可調(diào)控制環(huán)路，有效地避免了TFT-LCD柵驅(qū)動(dòng)走線的寄生電容引起的閃爍現(xiàn)象，極大地提高了TFT-LCD的畫面質(zhì)量。
　　 7.為了避免由于跳轉(zhuǎn)或柵寄生電容引起的電壓突變導(dǎo)致的閃爍現(xiàn)象，設(shè)計(jì)一種軌對(duì)軌高性能運(yùn)算放大器，用于驅(qū)動(dòng)TFT-LCD的公共電極，該運(yùn)算放大器的輸出級(jí)采用CLASS AB結(jié)構(gòu)，其中含有壓擺率增強(qiáng)