TFT-LCD柵極驅(qū)動電源電路設計研究.pdf

1、近年來，TFT-LCD(Thin-Film Transistor Liquid-Crystal-Display)平板顯示器技術(shù)發(fā)展迅速，其周邊集成技術(shù)的要求也越來越高。特別是TFT-LCD平板的電源管理產(chǎn)品更是朝著供電完備、安全可靠和小體積的方向發(fā)展，在整個系統(tǒng)中的重要性日益顯著。為滿足系統(tǒng)要求，本文依托于與某境外公司的橫向合作項目，針對TFT-LCD柵極驅(qū)動電源管理方案展開研究，采用電荷泵結(jié)構(gòu)，分析設計了一款適用于柵極驅(qū)動的電源管理電

2、路。該芯片采用0.6μm高低壓集成的BCD工藝，集成正負兩種電荷泵和基準源輸出電路，實現(xiàn)輸出電壓分別為27V、-5V和5V的雙電源供電、多路輸出電源管理電路。同時，芯片還具有過熱保護和欠壓保護功能。
　　文章首先闡述了TFT-LCD柵極驅(qū)動原理，分析了正向升壓和負向降壓電荷泵電路的基本理論、重要參數(shù)和控制模式，并以此為指導設計了整個柵極驅(qū)動的電源管理電路。其次，依據(jù)方案要求和工藝的約束條件，文章重點介紹了基準源模塊、電源調(diào)制器模塊

3、、高壓控制電路、放大器電路、保護電路以及振蕩器電路等子模塊電路。在完成電路原理分析和結(jié)構(gòu)設計的基礎之上，應用EDA軟件HSPICE分別對各個子電路模塊和電荷泵電路的重要指標進行性能仿真及量化模擬，結(jié)果均達到預定指標，驗證了設計理論。最后，結(jié)合電路應用和工藝要求進行了系統(tǒng)的靜電保護方案設計研究，給出了具體的保護方案。
　　多路輸出電路的設計和靜電保護方案的設計是本文的重點內(nèi)容。
　　升壓和降壓的電路系統(tǒng)分別采用3倍電荷泵和-1

4、倍電荷泵結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，使電壓轉(zhuǎn)換電路能夠采用相同的控制模式和對稱的電路結(jié)構(gòu)，大大簡化了設計流程，特別是縮短了電路后端設計時間，具有很大的工程應用價值。并且，通過高壓控制電路實現(xiàn)了對電荷泵輸出的智能控制。
　　本電源電路系統(tǒng)的設計，是以減小供電系統(tǒng)功耗和降低設計復雜性作為指導思想的。系統(tǒng)采用帶隙基準源電路為其內(nèi)部電路提供低壓電源，實現(xiàn)12V芯片電源電壓向5V內(nèi)部模塊電源電壓的轉(zhuǎn)換，避免使用系統(tǒng)的高輸入電源電壓而產(chǎn)生高功率損耗。