PMIC简化汽车TFT-LCD显示屏设计

TFT-LCD显示器在汽车市场占据主导地位，因为它们进入了与竞争技术的竞争阶段。在此阶段，它们仍然可以通过在设计中实现更高的效率和更高的集成度来保持高度竞争力。在此设计解决方案中，我们回顾了一种典型的非集成TFT-LCD显示系统，并将其与高度集成的方法进行了比较，突出了后者在BOM和PCB尺寸减小方面的优势。通过高度集成的方法，整个电源管理系统只需两个IC即可实现，与新兴技术相比，实现了更高的竞争力。

介绍

令人惊讶的是，我们在汽车中对显示器的依赖程度。“我有一辆漂亮的车给你！”一位汽车租赁运营商最近告诉我。当我们去停车场时，我注意到这辆车确实很漂亮......但是没有GPS导航！各种可怕的场景开始在我脑海中实现。在天堂里，我怎么能离开这里，找到自己的路？接线员读懂了我的想法：“没关系，”他说。我们回去了，他为我找到了一辆带GPS导航的汽车。

显示器在现代汽车中无处不在，从仪表盘到中控式触摸屏、后座娱乐系统等。如今，汽车显示器市场由TFT-LCD技术主导，而OLED的使用预计将在未来发挥重要作用。在这种竞争激烈的场景中，TFT-LCD显示器可以从系统优化中受益匪浅，该系统优化源于为显示器供电的电子设备的更高集成度。这将减小BOM和PCB尺寸，从而显着节省成本并提高对新兴技术的竞争力。反过来，更小的电子设备允许在相同的空间内实现更纤薄的外形或更多的功能。

在此设计解决方案中，我们首先回顾典型电源管理TFT-LCD显示器的挑战。随后，我们将介绍一种高度集成的解决方案，可大大降低电源管理PCB尺寸和BOM。

典型的TFT-LCD显示系统

图2所示为典型的TFT-LCD显示系统。显示器通过多个电源轨接收电源，并通过解串器接收信号，将串行LVDS数据转换为RGB格式的并行接口。高压降压转换器 （HV BUCK1） 提供 3.3V 主电源轨 （V抄送），为其余低压电路供电，而高电压、低待机电流 LDO （HV LDO1） 为 MCU 提供始终开启的电源。如果输入不是周期性脉冲，看门狗定时器将重置本地MCU，从而检测失控代码。

图2.TFT-LCD显示器电源管理分立实现。

这种电源管理实现需要5个不同的IC，占用大量的PCB空间，既麻烦又昂贵。

集成解决方案

最先进的单芯片混合信号工艺首次允许将五块堆栈（如图2左侧所示）集成到单个PMIC中，如图3所示。这种集成允许更好地控制和排序各种电压轨。与分立式实现方案相比，PMIC可以轻松容纳其他功能。例如，通过开关控制电池电源轨有助于避免在输出短路的情况下耗尽电池电量，因为PMIC会立即关闭开关。

图3.双芯片高度集成的解决方案。

LED背光和TFT驱动器功能可通过另一个高度集成的芯片MAX20069实现。该解决方案仅用两个芯片即可解决整个LCD显示器电源管理问题。

高度集成的PMIC

例如，MAX16923（图4）为电源管理IC，设计用于适应现代汽车TFT-LCD显示器中使用的主电源轨。高压降压转换器输出可为5V或3.3V;而低压降压转换器将电压调节至 3.3V、1.8V、1.2V 或 1.1V;低压线性稳压器产生 3.3V、1.8V、1.5V 或 1V 的输出电压（所有 OTP 选项）。高压线性稳压器从 BATT 提供的电压产生 3.3V 输出。单个 START 控制引脚启动启动序列，从而简化器件控制。电源良好信号可用于监视高压LDO、高压降压转换器、低压降压转换器和LDO。外部 P 沟道 MOSFET 控制模块允许将电池电压切换到下游器件，例如背光升压转换器。该 IC 采用 4mm x 4mm 20 引脚 TQFN 封装，工作温度范围为 -40°C 至 +105°C。

图4.高度集成的PMIC适用于现代汽车TFT-LCD显示器中使用的主电源轨。

这种集成产生了480mm2PCB，比竞争对手的非集成解决方案小三分之一，允许在更小的空间内实现纤薄的显示器设计或更多功能，同时控制成本。

结论

TFT-LCD显示器主导着汽车市场，与新兴显示技术相比，正在进入竞争激烈的阶段。高集成度降低了尺寸和成本，实现了更纤薄的设计，从而扩展了TFT-LCD显示器的竞争力。在这个设计解决方案中，我们展示了通过在单个芯片中集成五个独立的功能，我们将功率部分的PCB尺寸减小了三分之一。现在，整个电源和驱动管理系统可以通过两个高度集成的芯片来实现。这样可以显著降低成本，并能够在同一空间内设计纤薄的外形或添加更多功能。

审核编辑：郭婷