随着消费者对平板视觉体验的追求不断提升，当前市场上一代平板电脑的 屏幕在尺寸、分辨率和刷新率等规格方面均有显著提高。这些变化给 LCD 偏压供电电路的设计带来了越来越大的挑战。下面我们将详细探讨这些挑战以及安世公司出品的 NEX10001 偏压芯片是如何应对的。

平板电脑不同分辨率下对偏压 IC 的电流要求

从相关数据中我们可以看到，在 3K LCD 屏幕的情况下，对偏压 IC 的平均电流要求达到了 220mA，而峰值电流更是高达 450mA。这一数据直观地反映出了高分辨率 LCD 屏幕对偏压供电电路的高电流需求。

NEX10001 应对更大平均电流的策略

我们以安世公司的 NEX10001 为例，来看看它是如何应对高清 LCD 屏幕的供电挑战的。在平板电脑 LCD 屏幕系统中，NEX10001 PMIC 芯片需要为显示（DDIC）提供合适的正负电压 VPOS 和 VNEG。DDIC 负责处理主机通过 MIPI 传送来的显示信息，并控制下级的驱动模块，终实现平板电脑 LCD 画面的显示。随着分辨率的提高，可能需要多颗 DDIC 级联来驱动更多的显示像素，这对偏压芯片的供电能力和转换效率提出了更高的要求。

NEX10001 内部采用了低至 100 毫欧的，这一设计使得它在轻载模式下能够达到大于 85% 的效率。即使在满载 220mA 的情况下，芯片依然可以保持 82% 的效率。这种高效的设计能够有效地降低功耗，提高的使用时间，同时也减少了发热对设备性能的影响。

NEX10001 应对更大瞬态电流的方法

高清 LCD 屏幕的负载电流会呈现出极大的瞬态变化，峰值电流高达 450mA。NEX10001 通过内部可调的 headroom 和配置合适的输出电容，实现了的动态响应结果。

• 内部可调的 headroom：NEX10001 的 Boost 升压输出电压 VREG 可以根据输出电压值自动调节。Headroom 电压指的是 VREG 与 VPOS 或 VNEG 的差值电压。NEX10001 默认的 headroom 电压值为 500mV，芯片可以通过上电赋值 0x03 寄存器的 Bit5 和 Bit4 位来改变 headroom 的电压。更高的 headroom 电压可以提高输出的动态性能，使得芯片能够更好地应对瞬态电流的变化。
  

  

  
  

  

  
  

  

• 输入输出电容选择：高清 LCD 屏幕模组的瞬态抽载电流虽然很高，但其脉冲时间却很短，一般在 5us 以内。通过适当增加输出电容值，可以让负载瞬态峰值电流由输出电容短暂提供，避免 NEX10001 触发限流保护。以高清平板电脑中 NEX10001 的应用波形为例，VNEG 的瞬态负载脉冲电流为 350mA。在 VNEG 适当增加 10uf 电容后，经由 NEX10001 的 VNEG 负载脉冲电流减少为 119mA。这表明增加输出电容能够有效地降低芯片的电流负担，提高其稳定性。
  

  

  
  △ VNEG 瞬态峰值电流值 350mA
  

  

  
  △ VNEG 输出电容增加 10uF, 瞬态峰值电流值 119mA
• 的动态响应结果：从 NEX10001 的 Headroom 配置在 600mV，C_REG 选用 22uF，C_OUTN 选用 10uF 和 22uF 并联的瞬态峰值电流动态测试结果来看，NEX10001 在 380mA / 420mA / 450mA 三种瞬态峰值负载电流下，正端和负端的纹波电压都在 300mV（<5% 输出电压）以内。这说明 NEX10001 能够很好地满足高清 LCD 屏幕的大电流驱动需求，并能有效地将输出纹波压制在理想范围内，保证了屏幕显示的稳定性和质量。