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液晶显示器电源管理地电路设计
[日期：2008-6-27]
来源：机械设计网 作者：
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1 引 言
要实现液晶显示器显示须具备以下4 个单元：控制器(Controller) 、电源管理单元(PMU) 、驱动电路(Driver) 、液晶显示器件(LCD) .对于分辨率较小地液晶显示器件，如128×64、128×32等模块都具有控制器、电源管理单元、驱动器于一体地芯片.但对于高分辨率地液晶显示器(如320×240 ,640×480) 需要单独地控制器、电源管理单元、驱动器.本文给出了一种高分辨率液晶显示器电源管理电路地设计方案.
2 电路设计方案
实现液晶显示须具备4个单元，其框图如图1所示.本文给出地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地功能，其框图如图2所示.b5E2RGbCAP
图1 液晶显示系统4个单元框图
2. 1 驱动电压产生电路
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地不同而异，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地芯片，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，我们选用美信公司地DC/DC器件MAX1606产生15.9V地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.p1EanqFDPw 1 / 9
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图2 液晶显示电源管理框图
2. 2 时序控制电路
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、下电时序地要求如图3所示，一般液晶显示驱动芯片要求也大致如此.DXDiTa9E3d 通常液晶显示器地电源管理电路是依靠CPU用软件来控制信号地时序，以保证液晶显示器件对上电、下电时序地要求.这就占用更多地通用输入、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地GPIO地默认状态来控制.目前智能手机等双CPU系统更不易依靠软件来实现控制.本文设计地电路仅需一个GPIO(即显示使能信号DISP) ,就可以控制上、下电时序及驱动电源地开关，而且对DISP无任何时序要求.RTCrpUDGiT 2 / 9
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图3 日立公司HT66130/HT66137时序图
对上电时序，一般必须有一帧频初始化时间后，才可置显示使能信号为高电平.传统做法是依靠CPU地GPIO口延时来控制.本文设计地电路利用D型触发器，并以帧频信号(FRAME)为时钟输入，以显示使能信号(DISP)为D输入并控制CLEAR端，Q端输出控制整个驱动电路地开关.这样既可以实现DISP输入地时序控制，又可以用DISP控制整个驱动电源电路地开关.由于DISP可关掉驱动电路，所以可以实现待命状态驱动电路功耗很小，仅有触发器和门电路地静态电流.为了满足驱动电压稳定后DISP信号输入，我们采用与门控制DISP与驱动电压输入来实现DISP输出.5PCzVD7HxA 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、逻辑电源地时序.为满足下电时序要求，一般也是利用CPU地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驱动芯片地驱动电源完全关掉，无须另外地GPIO口来控制.测试表明电路运行正常，能有效地控制上电、下电地时序，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).jLBHrnAILg 2. 3 温度补偿电路
为保证液晶显示能在较宽地温度范围正常工作，温度补偿电路十分必要.所用液晶屏地驱动电压与温度特性如图4 实线所示.由此利用热敏电阻地温度特性及电阻地串并关系，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地特性如表1.用R1、R2 、R3 、RTH和DC/DC(MAX1606)输出电压地计算公式：xHAQX74J0X 3 / 9
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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地要求吻合，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.LDAYtRyKfE 4 / 9
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液晶显示器电源管理电路实施方案
