MAX749：數(shù)字可調(diào)LCD偏置電源的卓越之選

在當(dāng)今的電子設(shè)備中，LCD顯示屏的應(yīng)用極為廣泛，而LCD偏置電源對(duì)于顯示屏的性能起著關(guān)鍵作用。今天要給大家介紹的MAX749，就是一款數(shù)字可調(diào)的LCD偏置電源芯片，它具有諸多出色的特性和功能，適用于多種電子設(shè)備。

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一、產(chǎn)品概述

MAX749能夠從2V至6V的輸入電壓產(chǎn)生負(fù)的LCD偏置對(duì)比度電壓，其滿量程輸出電壓可縮放至 -100V 或更高，并且通過(guò)內(nèi)部數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）以64個(gè)相等的步長(zhǎng)進(jìn)行數(shù)字調(diào)節(jié)。構(gòu)建一個(gè)完整的電源僅需七個(gè)小型表面貼裝元件，輸出電壓還可以使用PWM信號(hào)或電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)。

二、產(chǎn)品特性

（一）輸入電壓范圍靈活

支持 +2.0V 至 +6.0V 的輸入電壓范圍，能夠適應(yīng)多種不同的電源供應(yīng)。

（二）輸出電壓控制靈活

1. 數(shù)字控制：通過(guò)內(nèi)部DAC實(shí)現(xiàn)64步數(shù)字調(diào)節(jié)。
2. 電位器調(diào)節(jié)：可使用電位器對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3. PWM控制：利用PWM信號(hào)控制輸出電壓。

（三）輸出電壓范圍設(shè)定簡(jiǎn)單

通過(guò)一個(gè)電阻即可設(shè)定輸出電壓范圍。

（四）低靜態(tài)電流

最大靜態(tài)電流僅為60μA，在關(guān)機(jī)模式下可降低至15μA以下，同時(shí)在關(guān)機(jī)時(shí)能保留電壓設(shè)定點(diǎn)，簡(jiǎn)化了軟件控制。

（五）封裝尺寸小

采用8引腳SO和塑料DIP封裝，節(jié)省電路板空間。

三、工作原理

MAX749與典型工作電路中的外部組件構(gòu)成了一個(gè)反激式轉(zhuǎn)換器。當(dāng)外部晶體管導(dǎo)通時(shí)，電流流經(jīng)電流檢測(cè)電阻、晶體管和線圈，能量存儲(chǔ)在線圈的磁芯中，此時(shí)二極管不導(dǎo)通。當(dāng)晶體管關(guān)斷時(shí)，電流從輸出端流經(jīng)二極管和線圈，使輸出變?yōu)樨?fù)電壓。反饋控制調(diào)整外部晶體管的導(dǎo)通時(shí)間，以提供穩(wěn)定的負(fù)輸出電壓。

MAX749獨(dú)特的控制方案結(jié)合了脈沖跳頻、脈沖頻率調(diào)制（PFM）轉(zhuǎn)換器的超低電源電流和脈沖寬度調(diào)制（PWM）轉(zhuǎn)換器的高滿載效率特性，使其能夠在寬負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效率。電流檢測(cè)功能和高工作頻率允許使用小型外部組件。

四、輸出電壓控制

（一）數(shù)字調(diào)節(jié)

輸出電壓通過(guò)單個(gè)外部電阻和內(nèi)部電流輸出DAC進(jìn)行設(shè)置。滿量程輸出電壓由反饋電阻 $R{FB}$ 決定，公式為 $-V{OUT(MAX) }=R{FB} × 20 mu A$。上電或復(fù)位后，計(jì)數(shù)器將DAC輸出設(shè)置為中間范圍，即 $-V{OUT }=R_{FB} ×13.33 mu A$。每次ADJ引腳的上升沿會(huì)使計(jì)數(shù)器遞增，從而增加DAC輸出，當(dāng)超過(guò)滿量程時(shí)，計(jì)數(shù)器會(huì)循環(huán)并將DAC設(shè)置為最小值。

（二）電位器調(diào)節(jié)

也可以使用電位器代替內(nèi)部DAC來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。上電時(shí)，內(nèi)部電流源設(shè)置為中間量程13.33μA。通過(guò)以下公式選擇R1和R2：$R1=-V{OUT(MIN) } / 13.33 mu A$，$R2=-V{OUT(MAX) } / 13.33 mu A - R1$。

（三）PWM調(diào)節(jié)

正脈沖寬度調(diào)制（PWM）邏輯信號(hào)（如來(lái)自微控制器）可以控制MAX749的輸出電壓。使用PWM信號(hào)通過(guò)合適的電阻上拉FB引腳，同時(shí)需要在PWM輸出端添加一個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)。PWM信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，MAX749的輸出越負(fù)。

五、設(shè)計(jì)步驟與組件選擇

（一）設(shè)置輸出電壓

根據(jù)公式 $-V{OUT(MAX) }=R{FB} × 20 mu A$ 選擇反饋電阻 $R_{FB}$ 來(lái)設(shè)置滿量程輸出電壓。

（二）電流檢測(cè)電阻選擇

電流檢測(cè)電阻限制開關(guān)峰值電流為 $140mV/R_{SENSE}$。為了最大化效率并減小外部組件的尺寸和成本，應(yīng)盡量減小峰值電流，但不能設(shè)置過(guò)低，因?yàn)檩敵鲭娏魇欠逯惦娏鞯暮瘮?shù)。選擇合適的電流檢測(cè)電阻可按以下兩步進(jìn)行：

1. 確定最小輸入電壓 $V{IN(MIN)}$、最大輸出電壓 $V{OUT(MAX)}$ 和最大輸出電流 $I_{OUT(MAX)}$。
2. 在圖9a - 9e中找到合適的輸出電壓曲線，選擇在最低輸入電壓下輸出電流足夠的最高 $R_{SENSE}$ 曲線。

（三）電感選擇

實(shí)際電感值范圍為22μH至100μH，通常47μH是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。推薦使用具有鐵氧體磁芯或等效材料的電感，其飽和電流額定值理想情況下應(yīng)等于電流限制值。Sumida CD54 - 470N（47μH，720mA，370mΩ）適用于廣泛的應(yīng)用，而較大的CD105 - 470N（47μH，1.17A，170mΩ）允許更高的電流水平和效率。

（四）二極管選擇

由于MAX749的高開關(guān)頻率，需要使用高速整流器，推薦使用肖特基二極管，如1N5817 - 1N5822系列。選擇平均電流額定值約等于由 $180mV/R{SENSE}$ 確定的峰值電流，且擊穿電壓大于 $V{+} + | - V_{OUTMAX}|$ 的二極管。

（五）外部開關(guān)晶體管選擇

MAX749可以驅(qū)動(dòng)PNP晶體管或P溝道邏輯電平MOSFET。選擇功率開關(guān)取決于輸入電壓范圍、成本和效率。MOSFET提供最高效率，但需要幾伏的柵源電壓才能導(dǎo)通，因此需要5V或更高的輸入電源。PNP晶體管可在MAX749的整個(gè)2V至6V工作電壓范圍內(nèi)使用。

（六）基極電阻選擇

基極電阻 $R{BASE}$ 控制PNP晶體管的基極電流。較低的 $R{BASE}$ 值會(huì)增加基極驅(qū)動(dòng)，提供更高的輸出電流并補(bǔ)償較低的輸入電壓，但會(huì)降低效率。較高的 $R_{BASE}$ 值會(huì)提高效率，但會(huì)降低輸出能力，特別是在低電壓下。

（七）電容選擇

1. 輸出濾波電容：一個(gè)22μF、30V的表面貼裝（SMT）鉭輸出濾波電容通常能在從5V輸入產(chǎn)生 - 24V、40mA的輸出時(shí)保持100mVp - p的輸出紋波。對(duì)于輕負(fù)載應(yīng)用，可使用更小的電容。
2. 輸入旁路電容：一個(gè)22μF的鉭電容與一個(gè)0.1μF的陶瓷電容并聯(lián)通常能提供足夠的旁路。如果輸入電源阻抗較高，可能需要更大的電容。
3. 補(bǔ)償電容：由于反饋電阻值較高，如果FB引腳存在寄生電容，反饋環(huán)路容易產(chǎn)生相位滯后。為了補(bǔ)償這一點(diǎn)，可能需要在 $R{FB}$ 兩端并聯(lián)一個(gè)電容 $C{COMP}$，其值通常在0pF至220pF之間。

六、應(yīng)用領(lǐng)域

MAX749適用于多種電子設(shè)備，如筆記本電腦、便攜式電腦、掌上電腦、個(gè)人數(shù)字助理、通信計(jì)算機(jī)、便攜式數(shù)據(jù)采集終端等。

七、注意事項(xiàng)

（一）絕對(duì)最大額定值

使用時(shí)需注意各引腳的絕對(duì)最大額定值，如V + 的范圍為 - 0.3V至 + 7V，CTRL、ADJ、FB、DLOW、DHI、CS等引腳為 - 0.3V至 (V + + 0.3V) 等，超出這些額定值可能會(huì)對(duì)設(shè)備造成永久性損壞。

（二）溫度范圍

不同型號(hào)的MAX749具有不同的工作溫度范圍，如MAX749C_A為0°C至 + 70°C，MAX749E_A為 - 40°C至 + 85°C，使用時(shí)需根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境選擇合適的型號(hào)。

（三）PCB布局和接地

由于高電流水平和快速開關(guān)波形，正確的PCB布局至關(guān)重要。應(yīng)保持所有引線短，特別是連接到FB引腳的引線以及連接Q1、L1和D1的引線。使用星形接地配置，將輸入旁路電容、輸出電容和電感的接地引線連接到MAX749的GND引腳旁邊的公共點(diǎn)。

MAX749是一款功能強(qiáng)大、性能出色的數(shù)字可調(diào)LCD偏置電源芯片，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和組件選擇，能夠?yàn)楦鞣N電子設(shè)備的LCD顯示屏提供穩(wěn)定、高效的偏置電壓。大家在實(shí)際應(yīng)用中，不妨根據(jù)具體需求深入研究和嘗試，看看它能為你的產(chǎn)品帶來(lái)怎樣的提升。你在使用類似芯片時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。