液晶显示器电源管理的电路设计

songbo

液晶显示器电源管理的电路设计 [复制链接]

　　实现液晶显示须具备4个单元，其框图如图1所示。本文给出的电源管理电路设计方案具有驱动电压产生、时序控制、温度补偿和对比度调节的功能，其框图如图2所示。 　　液晶显示不仅需要逻辑电源，而且要有驱动电源。驱动电源因驱动芯片的不同而异，本文以日本日立公司HT66130/ HT66137为例。该系列芯片是驱动高分辨率液晶显示器的芯片，所需驱动电压为VLCD 、V0 、VM3种。由于占空比达1/240 ，VLCD电压达15V以上，我们选用美信公司的DC/DC器件MAX1606产生15.9V的VLCD电压，经电阻分压得到V0 和VM ，V0 和VM再经运算放大器提供给HT66130和HT6613，如图2所示。 　　所有液晶显示器对于上电、下电时序都有严格要求。如果上电、下电时序不符合要求，则不能正常显示，常常会出现乱码、锁存、残留显示等现象。以日本日立公司驱动芯片HT66130/HT66137驱动320×240液晶显示屏为例,对上电、下电时序的要求如图3所示，一般液晶显示驱动芯片要求也大致如此。 　　通常液晶显示器的电源管理电路是依靠CPU用软件来控制信号的时序，以保证液晶显示器件对上电、下电时序的要求。这就占用更多的通用输入、输出口(GPIO)，而且对于上电瞬间软件尚未运行起来，只能依靠CPU的GPIO的默认状态来控制。目前智能手机等双CPU系统更不易依靠软件来实现控制。本文设计的电路仅需一个GPIO(即显示使能信号DISP) ,就可以控制上、下电时序及驱动电源的开关，而且对DISP无任何时序要求。 　　下电时，必须严格遵循显示使能信号、驱动电源、显示时钟/ 数据信号、逻辑电源的时序。为满足下电时序要求，一般也是利用CPU的GPIO来控制。该设计利用D触发器及与门可实现DISP置低提前于驱动电压。采用DISP信号控制电源电路，当DISP置低时，HT66130/HT66137驱动芯片的驱动电源完全关掉，无须另外的GPIO口来控制。测试表明电路运行正常，能有效地控制上电、下电的时序，无乱码、锁存、残留显示等现象。而且在待命状态驱动电路功耗很小，仅为0.2 mW(包括电路与液晶显示器件)。 　　2. 3 　温度补偿电路 　　为保证液晶显示能在较宽的温度范围正常工作，温度补偿电路十分必要。所用液晶屏的驱动电压与温度特性如图4 实线所示。由此利用热敏电阻的温度特性及电阻的串并关系，优化出了电路设计，具体电路如图5。R1=638 kΩ，R2=110 kΩ，R3=62 kΩ，RTH的特性如表1。用R1、R2 、R3 、RTH和DC/DC(MAX1606)输出电压的计算公式： 　　进行了模拟计算，结果如表1，由表1所得曲线如图4。表1和图4表明电路输出和液晶屏的要求吻合，电路能够保证液晶在-20～70°C 范围内正常显示。而且高、低温测试结果证实，在-20～70 °C范围内对比度正常。

　　图4 液晶屏温度补偿曲线