单节升压转换器产生LCD辅助偏置

本应用笔记展示了用于小型低输入电压或电池供电系统的CMOS升压DC-DC开关稳压器如何为液晶显示器（LCD）产生辅助偏置。

图1所示电路产生寻呼机和其他具有小型图形液晶显示器的便携式仪器通常需要的两个电源电压：3mA时的3.100V稳压输出和适合用作LCD偏置电压的稳压负输出。整体效率约为80%。

图1.该电路建立稳压V电压抄送（3.3V 或 5V） 和一个稳定的负 LCD 偏置电压 （在本例中为 -8V）。

3.3V主电源由标准配置下的升压转换器（IC1）提供。辅助偏置电压由一个额外的反激绕组（T1次级）提供，并通过Q1和IC1内部的低电池电量检测器进行调节。

当电池放电时，其端电压下降会导致反激绕组中感应的电压下降。在最小电池电压 （0.8V） 下，T1 初级器件的电压为 3.3V - 0.8V = 2.5V;因此，6：1 匝数比在次级端产生 6 × 2.5 = 15V。在最大电池电压（1.65V）下，初级仅看到1.65V，在次级中产生9.9V。MOSFET Q1 通过中断次级电流来稳定此输出，引入产生恒定（因此有用的）负输出所需的调节。

稳压器采用IC1的低电池电量检测器（比较器/基准电压源组合）作为Q1的开/关控制器。通常，输入 （LBI） 监视正电池电压，并在 LBI 降至 1.25V 以下时将输出 （LBO） 驱动为低电平。在该电路中，R1/R2分压器将LBI保持在V之间按（通常为3.3V）和LCD偏置输出（通常为-8V）。选择R1和R2值时，当LCD偏置变得太负时，LBO关闭Q1（并将LBI电压拉至1.25V以下）。然后，负载电流导致LCD偏置向上漂移（朝0V），直到LBI超过1.25V，从而导致Q1再次导通。

偏置输出在其标称值之上和下方偏移，产生纹波电压，其频率取决于输出滤波电容的大小、输出负载和IC1低电池比较器中的迟滞。对于所示电路，该频率约为150Hz，迟滞（约25mV）主导纹波幅度。乘以R1/R2比，迟滞产生约8mV的纹波幅度（对于-1V/100mA输出）。由于纹波对于该迟滞转换器的工作至关重要，因此无法直接降低纹波。大多数LCD对偏置纹波非常宽容。否则，通过在负输出端增加RC网络或线性稳压器，可以将纹波降至最低。

LCD ON端子上的逻辑信号提供了一种使能和禁用负输出的方法。该信号电压还设置反馈电平，因此应具有完整的CMOS摆幅。此外，您可以在 LCD ON 时施加可变电压以使输出可变。低于 1.25V 的电压关闭输出，大于 1.25V 的电压以 -R1/R2 （V 的斜率改变输出按- 1.25V），失调为1.25V。这种可变输入由低功耗数模转换器或微控制器滤波的脉宽调制器输出产生，可以根据温度或观察条件的变化改变LCD对比度。（参见图1中的输出电压公式。

通过将IC3上的3//5端子接地，主电压可以从3.5V更改为1V。在这种情况下，匝数比也应降低到3：1，因为最高电池电压将在T3初级中感应35.1V。然后调整R1和R2值以获得所需的负输出电平。

审核编辑：郭婷