SGM3843：AMOLED顯示電源管理IC的卓越之選

在當(dāng)今的電子設(shè)備中，AMOLED顯示屏憑借其高對(duì)比度、廣視角和快速響應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦等產(chǎn)品。而SGM3843作為一款專(zhuān)門(mén)為AMOLED顯示設(shè)計(jì)的電源管理IC（PMIC），在為AMOLED顯示屏供電方面表現(xiàn)出色。下面我們就來(lái)深入了解一下SGM3843的特點(diǎn)、性能及應(yīng)用。

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1. 產(chǎn)品概述

SGM3843是一款專(zhuān)為AMOLED顯示屏供電而設(shè)計(jì)的PMIC，它能夠提供VELVDD、VELVSS、VAVDD、DVDD和VVGL等多種電壓。該器件集成了多個(gè)轉(zhuǎn)換器，包括兩個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器（VO1用于VELVDD，VO3用于VAVDD）、一個(gè)雙相反相降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器（VO2用于VELVSS）、一個(gè)單相反相降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器（VO5用于VVGL）以及一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器（VO4用于DVDD），還集成了一個(gè)負(fù)低壓差線性穩(wěn)壓器（VO5_LDO用于VVGL_LDO）。其中，DVDD、VGL和VGL_LDO用于為DDIC（顯示驅(qū)動(dòng)IC）供電。所有轉(zhuǎn)換器的輸出電壓都可以通過(guò)I2C接口進(jìn)行數(shù)字編程。SGM3843采用綠色WLCSP - 3.3×3.3 - 64B封裝。

2. 產(chǎn)品特性

2.1 輸入電壓范圍

SGM3843的輸入電源電壓范圍為2.9V至5.0V，能夠適應(yīng)多種電源環(huán)境。

2.2 各轉(zhuǎn)換器特性

• VO1（ELVDD）同步升壓轉(zhuǎn)換器：輸出電壓范圍為4.6V至5.0V，以100mV為步長(zhǎng)可調(diào)，默認(rèn)輸出電壓為4.6V，在4.6V時(shí)精度為0.65%，輸出電流能力可達(dá)1200mA。
• VO2（ELVSS）同步反相降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器：輸出電壓范圍為 - 8.0V至 - 1.0V，以50mV為步長(zhǎng)可調(diào)，默認(rèn)輸出電壓為 - 4.0V，在 - 4.0V時(shí)精度為1%，輸出電流能力可達(dá)1200mA。
• VO3（AVDD）同步升壓轉(zhuǎn)換器：輸出電壓范圍為5.7V至8.0V，以50mV為步長(zhǎng)可調(diào)，默認(rèn)輸出電壓為7.6V，在7.6V時(shí)精度為0.66%，輸出電流能力可達(dá)200mA。
• VO4（DVDD）同步降壓轉(zhuǎn)換器：輸出電壓范圍為0.7V至2.1V，以25mV為步長(zhǎng)可調(diào)，默認(rèn)輸出電壓為1.05V，在1.05V時(shí)初始精度為0.6%，輸出電流能力可達(dá)400mA。
• VO5（VGL）同步反相降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器：輸出電壓范圍為 - 4.0V至 - 12.5V，以100mV為步長(zhǎng)可調(diào)，默認(rèn)輸出電壓為 - 7V，在 - 7V時(shí)精度為0.8%，輸出電流能力可達(dá)30mA。
• VO5_LDO（VGL_LDO）低壓差線性穩(wěn)壓器：固定壓降為300mV，輸出電流能力可達(dá)30mA。

2.3 其他特性

• 出色的線路瞬態(tài)調(diào)節(jié)和高性能負(fù)載調(diào)節(jié)：能夠在輸入電壓和負(fù)載變化時(shí)，保持輸出電壓的穩(wěn)定。
• VIN和Vout雙向隔離：有效減少干擾，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
• I2C接口：方便進(jìn)行數(shù)字編程和控制。
• 多種保護(hù)功能：包括欠壓鎖定（UVLO）、所有通道軟啟動(dòng)、所有通道快速放電功能（FD）、所有通道短路保護(hù)（SCP）、所有通道過(guò)流保護(hù)（OCP）、過(guò)溫保護(hù)（OTP）、過(guò)載保護(hù)（OLP）和啟動(dòng)短路檢測(cè)（SSD）等，確保器件的安全可靠運(yùn)行。

3. 電氣特性

文檔中詳細(xì)給出了在 (V{IN}=3.7V) ，(V{VO 1}=4.6V) ，(V{VO 2}=-4.0V) ，(V{VO 3}=7.6V) ，(V{VO 4}=1.05V) ，(V{V O 5}=-7V) ，(T{J}=-40^{circ} C) 至 +85℃（典型值在 (T{J}=+25^{circ} C) ）條件下的各項(xiàng)電氣參數(shù)，如輸入電壓范圍、靜態(tài)電流、啟動(dòng)和停止閾值電壓、輸出電壓精度、開(kāi)關(guān)頻率、最大輸出電流、短路保護(hù)閾值等。這些參數(shù)為工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)提供了重要的參考依據(jù)。

4. 典型應(yīng)用

文檔給出了SGM3843的典型應(yīng)用電路，包括各個(gè)轉(zhuǎn)換器的輸入輸出電容、電感的選擇建議。同時(shí)，還提供了推薦的組件選擇表，列出了不同電容、電感的具體參數(shù)和型號(hào)，方便工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，對(duì)于輸入電容，建議使用X5R材質(zhì)、不同容量和封裝的電容，以滿(mǎn)足不同的性能要求。

5. 詳細(xì)描述

5.1 保護(hù)功能

• 欠壓鎖定（UVLO）：內(nèi)置的欠壓鎖定功能會(huì)監(jiān)測(cè)輸入電壓，當(dāng)輸入電壓過(guò)低無(wú)法正常工作時(shí)，會(huì)禁用器件，保護(hù)器件免受損壞。
• 熱關(guān)斷（TSD）：當(dāng)結(jié)溫超過(guò) +150℃（典型值）時(shí)，器件會(huì)停止開(kāi)關(guān)操作并關(guān)閉所有輸出；當(dāng)溫度降至 +135℃（典型值）時(shí)，會(huì)以相同的編程電壓和順序重新啟動(dòng)，防止器件因過(guò)熱和過(guò)度功耗而損壞。

5.2 各轉(zhuǎn)換器工作模式

• VO1（ELVDD）升壓轉(zhuǎn)換器：采用谷電流模式拓?fù)浜凸潭?.45MHz（典型值）頻率工作，輸出電壓可在4.6V至5.0V之間以100mV為步長(zhǎng)編程。
• VO2（ELVSS）反相降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器：采用峰值電流模式拓?fù)浜碗p相固定1.25MHz（典型值）頻率工作，輸出電壓可在 - 1.0V至 - 8.0V之間以50mV為步長(zhǎng)編程。當(dāng)負(fù)載電流超過(guò)200mA時(shí)，雙相均工作；當(dāng)負(fù)載電流降至130mA時(shí)，僅A相工作，以降低開(kāi)關(guān)損耗。
• VO3（AVDD）升壓轉(zhuǎn)換器：采用峰值電流模式拓?fù)浜凸潭?.45MHz（典型值）頻率工作，輸出電壓可在5.7V至8.0V之間以50mV為步長(zhǎng)編程。
• VO4（DVDD）降壓轉(zhuǎn)換器：采用自適應(yīng)COT（恒定導(dǎo)通時(shí)間）模式拓?fù)涔ぷ?，輸出電壓可?.7V至2.1V之間以25mV為步長(zhǎng)編程。
• VO5（VGL）反相降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器：采用峰值電流模式拓?fù)浜凸潭?.25MHz（典型值）頻率工作，輸出電壓可在 - 4V至 - 12.5V之間以100mV為步長(zhǎng)編程。

5.3 軟啟動(dòng)、啟動(dòng)、放電和關(guān)機(jī)

內(nèi)置軟啟動(dòng)功能可限制浪涌電流。通過(guò)寫(xiě)入相應(yīng)的使能位，可以分別啟動(dòng)各個(gè)轉(zhuǎn)換器，并且在啟動(dòng)過(guò)程中會(huì)有一定的電流限制，待達(dá)到默認(rèn)電壓后，再開(kāi)啟全電流限制。輸出放電功能可以通過(guò)ENABLE1和ENABLE2寄存器中的快速放電控制位進(jìn)行控制。

5.4 短路和過(guò)載保護(hù)

該器件能夠保護(hù)所有轉(zhuǎn)換器免受短路到地的損壞，當(dāng)VELVDD和VELVSS短路在一起時(shí)也能提供保護(hù)。當(dāng)滿(mǎn)足特定條件時(shí)，如某個(gè)輸出電壓不在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)或低于/高于一定比例的編程輸出電壓超過(guò)一定時(shí)間，所有轉(zhuǎn)換器會(huì)關(guān)閉，并且關(guān)閉狀態(tài)會(huì)被鎖存，輸入與輸出完全斷開(kāi)。

5.5 器件復(fù)位

要復(fù)位整個(gè)器件，需要使 (V_{IN}) 低于UVLO。通過(guò)拉低RESETB或進(jìn)行電源循環(huán)，可以將所有設(shè)置重置為默認(rèn)值。不同的使能位操作可以重置相應(yīng)輸出電壓的設(shè)置，而快速放電控制位和所有電壓設(shè)置只能通過(guò)電源循環(huán)進(jìn)行重置。

5.6 I2C串行接口和數(shù)據(jù)通信

SGM3843采用標(biāo)準(zhǔn)I2C接口進(jìn)行參數(shù)編程和狀態(tài)報(bào)告。I2C是一種兩線串行通信接口，主設(shè)備可以通過(guò)它與從設(shè)備進(jìn)行雙向通信。SGM3843作為從設(shè)備，地址為0x08（08H），擁有十二個(gè)8位寄存器。文檔詳細(xì)介紹了I2C通信的物理層、數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠鹗己屯Ｖ箺l件、數(shù)據(jù)位傳輸和有效性、字節(jié)格式、確認(rèn)和非確認(rèn)機(jī)制以及數(shù)據(jù)方向位和尋址從設(shè)備的方法，還給出了單寫(xiě)、單讀、多寫(xiě)和多讀等不同數(shù)據(jù)事務(wù)的具體流程。

6. 寄存器映射

文檔列出了SGM3843的所有8位寄存器，包括寄存器名稱(chēng)、地址、位名稱(chēng)和默認(rèn)值等信息。每個(gè)寄存器的不同位具有不同的功能，如狀態(tài)寄存器用于顯示電源狀態(tài)，設(shè)置寄存器用于設(shè)置輸出電壓等。通過(guò)對(duì)這些寄存器的操作，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)SGM3843的靈活控制。

7. 應(yīng)用信息

7.1 布局考慮

PCB布局在電源設(shè)計(jì)中非常重要，不正確的布局可能會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)定性問(wèn)題、負(fù)載和線路瞬態(tài)調(diào)節(jié)問(wèn)題、輸出電壓噪聲以及EMI問(wèn)題。為了避免開(kāi)關(guān)電源噪聲對(duì)敏感模擬控制電路的電感或電容耦合，SGM3843有7個(gè)獨(dú)立的接地（AGND、DGND、PGND1、PGND2、PGND3、PGND4和PGND5），信號(hào)地和噪聲功率地應(yīng)在PCB上良好分離，并僅在一點(diǎn)連接。同時(shí)，開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的走線應(yīng)短而寬，輸入和輸出電容應(yīng)盡可能靠近器件放置，以確保良好的性能。

7.2 修訂歷史

文檔記錄了產(chǎn)品的修訂歷史，包括從2023年10月的原始版本到2023年11月的REV.A和REV.A.1版本的變化，如更新典型性能特性部分，從產(chǎn)品預(yù)覽變?yōu)樯a(chǎn)數(shù)據(jù)等。

8. 封裝信息

SGM3843采用WLCSP - 3.3×3.3 - 64B封裝，文檔給出了封裝外形尺寸、推薦的焊盤(pán)圖案、編帶和卷軸信息以及紙箱尺寸等詳細(xì)參數(shù)，方便工程師進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)和產(chǎn)品組裝。

總之，SGM3843憑借其豐富的功能、出色的性能和完善的保護(hù)機(jī)制，為AMOLED顯示屏的電源管理提供了一個(gè)可靠的解決方案。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)電路時(shí)，可以根據(jù)文檔中的詳細(xì)信息，合理選擇組件、優(yōu)化布局，以實(shí)現(xiàn)最佳的性能和穩(wěn)定性。你在使用SGM3843的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。