新型IC简化大平面显示器设计

简介

平面显示器无处不在。不论是在家里，办公室或是商店里的终端设备，甚至在汽车上，都可以看到平面显示器。平面显示器最常见的一个应用就是彩电，尤其是大于22英寸 (并趋向40英寸) 的大平面彩电。在这个领域，旧式的阴极射线管 (CRT) 技术面临新技术的挑战。其中最值得一提的就是薄膜晶体管液晶显示器 (TFT LCD) 和等离子体平面显示器 (PDP)。

当然，CRT 由于它的高分辨率，宽灰度范围以及可显示无赝像的动作能力等特点，仍然是目前大屏幕显示器的主导者。然而，非 CRT 显示器的性能，如 TFT LCD 和 PDP 技术不断的进步提供给用户极大的方便，它们超薄、流线的外型，以及更轻的重量，使之可以挂在墙上。不过，这些新型显示器的生产成本还很高，因此售价也偏高。然而，TFT LCD 不断在各个方面改善了性能：可读性、响应时间、以及驱动特点。另外，许多拥有大生产设备的半导体公司都相信，通过采用现有的生产设施，它们可以清偿生产成本，因此生产成本会显著下降。目前，32 英寸和 40 英寸 TFT LCD 显示器已经投产，54 英寸的显示器已有样品演示。

TFT LCD 的历史

液晶是由奥地利的植物学家 Fredreich Rheinizer 于 1888 年发现的。在 60 年代中期，科学家证实液晶在被外部电荷激励后，通过晶体的光线会发生偏转。早期的原型极不稳定，无法量产，但是所有这一切被一个英国的研究人员改变了，他带来了稳定的液晶材料--联苯。

TFT LCD 是一种三层结构，液晶层是填充在两个玻璃层之间。一个玻璃层是 TFT玻璃，它具有与像素显示相同数量的 TFT。第二层是色彩滤波器玻璃层，它具有一个色彩滤波器用来产生色彩。液晶层依据色彩滤波器玻璃层与 TFT 玻璃层之间电压的不同而移动。由背光产生的光量由液晶层的移动量决定而产生色彩。一个正确 LCD 平面显示器的工作原理，需要如下三种电压：

　　1. AVDD是用于驱动 TFT 的高的电压/电流输出。
　　2. VON是使 TFT 偏压的高电压输出，也就是导通电压。
　　3. VOFF是使 TFT 反向偏压的反向电压输出，也就是关断电压。

新型四输出稳压器专用于TFT LCD平面显示器

LT1943 四输出可调开关稳压器可提供功率给大尺寸的 TFT LCD 平面显示器。这个器件采用了小外型 28 脚耐热增强型 TSSOP 封装，可以产生 3.3V 或 5V 逻辑电压，同时具有 TFT LCD 所需的三输出电源。输入电压工作范围在 4.5V 到 22V，降压型稳压器提供一个低电压输出 VLOGIC 和高达 2A 的电流。高功率升压型转换器和一个反向转换器提供 LCD 平面显示器所需的三个独立输出电压 AVDD, VON 和VOFF。高侧 PNP 提供 VON 信号的延时导通，它可以处理高达 30mA 的电流。

保护电路保证在 4 个输出中任何一个降到低于正常电压的 10%，VON 则不工作。所有开关与内部 1.2MHz 时钟同步，允许使用小外型的电感器和陶瓷电容器。电流模式结构提供优良的瞬变响应。而且，为了达到最佳的灵活性，所有输出都是可调的。LT1943 另外一个非常重要的特点是它的输入电压范围在 4.5V 到 22V，这允许 AC 适配器可以大于 5V，以驱动更大的平面显示器。这一点是非常重要，因为 5V AC 适配器有粗的电缆，才能处理相应功率级别，但是这些电缆具有内在的高电压降，它会导致输出调制下降到低于指定的水平，进而使显示器失效。较高的电压 AC 适配器 (比如说 19V) 有细得多的电缆线和较小的压降，可对显示器提供较佳的稳压性能。

LT1943 工作原理

LT1943 是一个高度集成的电源 IC，包括 4 个独立的开关稳压器。所有这 4 个开关都具有频率折返和使用电流模式控制的各自振荡器，每个开关电源方框图如图 2 所示。开关稳压器 1 包括降压型稳压器和 2.4A 的电流限制。开关稳压器 2 是一个升压型稳压器，并具有一个 2.6A 的电流限制。开关稳压器 3 和 4是 0.35A 的升压型稳压器。开关稳压器 4 具有两个反馈引脚 (FB4 和 NFB4)，能够直接调整正极或负极输出电压。

当电源应用于 VIN 时，RUN-SS 引脚开始充电，当其电压达到 0.8V，开关 1 使能。RUN-SS 引脚是用于软启动并可以限制 VLOGIC 的爬升速率。在 RUN-SS 引脚中使用较大的电容器将导致 VLOGIC 启动变得更慢。开关稳压器 2，3 和 4 受到 BIAS 引脚的驱动，它与 VLOGIC 必需连在一起。VLOGIC 是第一个进入的，当它达到 2.8V 时，SS-234 引脚将开始充电，以使能开关 2，3 和 4。这时 AVDD 和 VOFF 将上升，爬升速率取决于与 SS-234 引脚所连接的电容大小。当 AVDD 达到接近其可编程电压的 90% 时，PGOOD 脚将退至低位。当所有的输出都达到它们可编程电压的 90% 时，CT 定时器将触发，20uA 电流源开始对 CT 引脚充电。当 CT 引脚达到 1.1V 时，输出分离 PNP 开启，连接 VON。当 4 个输出中的任何一个降到低于额定电压的 10%，平面保护电路将推动 CT 引脚接地，停止 VON。这可以防止TFT显示器承受 VON 浪涌电流，该浪涌电流会导致整个显示器被突然点亮，这有可能损坏显示器。

结论

不管是哪种平面显示技术将成为主导，平面显示技术的新纪元必将渗透于生活的各方面。在未来的几年，CRT 还将主导 电视机市场，但它们的让位已是不可避免。在 TFT LCD 成为主流之前，它还能持续 3 到 5 年，TFT LCD 的主要问题是要将其制造成本进一步降低，但是恰当电源所需的 IC 已经在使用。LT1943 是最近的例子，它具有高集成度，是目前市场上可为 TFT LCD 设计者带来的紧凑和安全的电源解决方案。