TFT-LCD电路设计之电源电路(Power IC)

POWER IC REVIEWS

Power IC 利用经系统的输入电压生成5种工作电压,一般外界电压,NB为3.3V,Monitor为5V,TV一般为12V;
①VDD:各种逻辑IC电路工作电压,约3.3V左右,一般采用低压差线性稳压器(Low Dropout Voltage Regualtor ,LDO 电路);
②AVDD:数据线上像素电压用的伽马主电压,在5~16V左右,一般采用Boost转换器进行升压得到;
③VGH:用于打开TFT的最大开态电压,约20V左右,最大可达到40V,一般采用正电荷泵进行电压转换(Positive Charge Bump);
④VGL:用于关闭TFT的最大开态电压,约-5V左右,最大可达到-40V,一般采用负电荷泵进行电压转换(Negative Charge Bump);
⑤VCOM:TFT基板或CF基板上的公共电极电压,在5~6V之间,一般采用电阻分压电路生成,从AVDD上分压得到。
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VDD生成:LDO电路

工作原理:根据差分放大器PN极两端的电压差值的增大或减小控制A输出的电流的增加或减小,控制NMOS的压降,从而稳定输出VDD。
:NMOS此时相当于一个可变电阻,滤波,电容的滤波,隔直通交,意思是直流信号无法通过,交流信号可以通过。二极管的单向导通性,信号只能从正极流向负极,分压电阻100K欧姆,利用电阻R1和R2来控制LDO的最大输出电流:
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AVDD生成:Boost转换器

基本工作原理:开态时,NMOS导通,电感阻断电路电流,内部电流上升,类似电池存储电能;关态时,NMOS断开,电感发电,电流通过二极管流向RC负载。
V_out/V_in=1/1−D ,D表示开关态在一个转换周期的占空比
IC工作原理:IC调节脉冲宽度(PWM)在上升沿使NMOS导通,利用电阻R1和R2来控制LDO的最大输出电流:
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:NMOS此时相当于一个开关,分压电阻R2一般为10K欧姆
Boost转换器基本电路
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NMOS开态等效电路
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NMOS关态等效电路
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Boost转换器的集成IC
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VGH和VGL生成:电荷泵(Charge Pump)(现已改进)

正电荷泵基础工作原理图
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NMOS和PMOS管示意图
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基本工作原理:一个周期期间,前半周期,输入电压Vin对飞电容Cf进行充电,电压升到Vin,后半周期二极管D1导通,使Cf电压由Vin升至Vin+VA,在D2关闭之前,电荷从Cf传递到储能电容Co中。
IC工作原理:利用PMOS和NMOS进行控制,正电荷泵,前半周期NMOS导通,后半周期NMOS关断,PMOS导通,负电荷泵相反,来控制电路中Cf的充放电。一般设定基准电压VREF为1.25V,VGH为20V,分压电阻R2一般为10K欧姆。
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VCOM生成:可调节电阻分压电路

基本工作原理:从AVDD电路分压获取,分别串联了固定电阻R1和R2、以及可调节电阻RV,通过控制RV来实现VCOM电压的获取和调节。
作用:在TFT-LCD中,为了调节产品的闪烁,在检测过程中可以尝试调节VCOM的电压值。
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