CXLC89113 双输出AMOLED偏压芯片
Boost+LDO+反相电荷泵 | 55mA输出 | SWIRE编程 | WL-CSP-15B封装

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年7月 | 型号：CXLC89113 | 封装：WL-CSP-15B（1.39×2.07mm）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXLC89113 是一款高度集成的双输出AMOLED偏压芯片，专为便携设备AMOLED显示屏供电设计。芯片内部集成了同步Boost升压转换器、低压差线性稳压器（LDO）以及反相电荷泵，可同时提供稳定的正、负输出偏压。输入电压范围 2.5V至4.6V，正输出固定 4.6V，负输出可通过 SWIRE单线接口 在 -0.6V至-2.4V 范围内以100mV步进编程。芯片采用自动模式切换的分数电荷泵（-0.33x/-0.5x），在全负载范围内保持高效率，最大输出电流达 55mA。CXLC89113 集成软启动、快速放电、UVLO、OCP、SCP、OTP 等完善保护功能，关断电流低于 1μA，采用 WL-CSP-15B（1.39×2.07mm） 超小封装，是智能手机、智能手表、AR/VR眼镜等AMOLED显示设备的理想偏压解决方案。

1. 产品概述与市场定位

在智能手机、智能手表、AR/VR眼镜等便携设备中，AMOLED显示屏因其高对比度、低功耗和快速响应等优势而成为主流显示技术。AMOLED面板需要两组稳定的偏压电源：一组正电压（通常为4.6V）为驱动电路供电，一组负电压（通常为-1.0V至-2.4V）用于像素关断控制。CXLC89113 作为一款 双输出AMOLED偏压芯片，其核心优势在于 高度集成的架构——单个芯片同时集成了Boost转换器、LDO和反相电荷泵，无需外部多个分立器件，极大简化了系统设计并节省PCB面积。

芯片的 SWIRE单线接口 使得负输出电压可通过一颗MCU的单个GPIO引脚进行编程，无需I2C或SMBus等复杂总线，节省引脚资源。自动模式切换的 分数电荷泵（-0.33x/-0.5x） 可在不同负载条件下自动选择最优工作模式，显著提升轻载效率。CXLC89113 采用 WL-CSP-15B（1.39×2.07mm） 超小封装，是空间受限的便携设备AMOLED偏压方案的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• 高度集成：单芯片集成Boost、LDO和反相电荷泵，无需外部分立偏压器件。
• 固定正输出：VOP固定4.6V输出，精度高，满足AMOLED驱动电压要求。
• 可编程负输出：通过SWIRE引脚单线编程，-0.6V至-2.4V范围，100mV步进，共20档可选。
• 自动模式切换电荷泵：根据负载条件自动在-0.33x和-0.5x模式间切换，优化全负载效率。
• 软启动：内置软启动电路，有效抑制启动浪涌电流，保护系统电源。
• 快速放电功能：可通过SWIRE脉冲使能输出放电，在关断或故障时快速泄放输出电容电荷。
• 全面保护：包括UVLO（欠压锁定）、OCP（逐周期过流保护）、SCP（短路保护）、OTP（过温保护）。
• 超低功耗：关断模式静态电流小于1μA，延长电池待机时间。
• 超小封装：WL-CSP-15B（1.39×2.07mm），适合空间受限的便携设备。

3. 典型应用电路

CXLC89113 的典型应用电路包括：输入电容（CIN，4.7μF）、功率电感（L1，2.2μH）、Boost输出电容（CBOOST，20μF）、正输出电容（COP，10μF）、负输出电容（CON，30μF）、飞电容（CF1和CF2，各1μF）。输入电压VIN（2.5V-4.6V）经过Boost升压至约5.2V（内部节点），一路经LDO稳压输出VOP=4.6V，另一路驱动反相电荷泵产生VON负输出。SWIRE引脚连接MCU的GPIO，用于使能控制和负电压编程。VON输出范围-0.6V至-2.4V，通过SWIRE脉冲数设定。

图1. 典型应用电路（AMOLED双输出偏压）

4. 极限参数与电气特性（设计参考）

5. 工作原理与设计指导

5.1 双输出架构

CXLC89113 采用 Boost+LDO+反相电荷泵 三合一架构。输入电压 VIN（2.5V-4.6V）首先经同步Boost升压转换器提升至内部节点（约5.2V），一路通过高精度LDO稳压输出 VOP=4.6V，为AMOLED驱动电路提供正偏压；另一路驱动反相电荷泵控制器，通过飞电容（C1、C2）和内部开关网络产生负电压 VON。负输出通过 SWIRE单线接口 编程设定，范围-0.6V至-2.4V，步进100mV。

5.2 负电压编程（SWIRE 接口）

SWIRE 引脚实现单线通信协议，通过GPIO脉冲计数来设定 VON 输出电压。芯片内部对SWIRE引脚上的脉冲个数进行计数，根据计数值选择对应的 VON 电压档位。默认值（0脉冲）为-2.4V，每增加1个脉冲，VON 绝对值减小0.1V，直至19个脉冲对应-0.6V。20个脉冲对应0V（负输出关闭/高阻）。当 SWIRE 引脚持续低电平超过 350μs 时，芯片进入关断模式，静态电流低于1μA。

这种编程方式无需I2C/SMBus等复杂总线，仅需MCU一个GPIO引脚即可完成电压配置，极大简化系统设计并节省引脚资源。

5.3 自动模式切换电荷泵

反相电荷泵支持 -0.33x 和 -0.5x 两种工作模式，根据负载电流和输入电压条件自动切换。在轻载条件下（如待机或低亮度显示），电荷泵工作在 -0.33x 模式，开关损耗更低，效率更高；在重载条件下（如高亮度显示），自动切换至 -0.5x 模式，提供更强的驱动能力。这种自适应模式切换策略确保芯片在全负载范围内均保持较高效率。

5.4 软启动与快速放电

芯片内置 软启动电路，在启动过程中通过内部斜率补偿控制输出电压缓慢上升，有效抑制启动浪涌电流，避免对输入电源和AMOLED面板造成冲击。软启动时间由内部电路设定，典型值约 1ms。

快速放电功能 可通过SWIRE脉冲（21个脉冲）使能。使能后，在芯片关断或发生故障时，VOP 和 VON 输出端内部放电电路将输出电容电荷快速泄放至地，确保AMOLED面板在断电后快速关断，避免残影或显示异常。放电时间约 20ms，之后输出进入高阻态。该功能默认禁用，输出在关断时直接进入高阻态。

5.5 保护机制

• UVLO（欠压锁定）：当 VIN 低于 2.1V 时，芯片自动关断，防止电池深度放电或输入欠压导致的异常工作；当 VIN 回升至 2.2V 以上时，芯片恢复正常工作。
• OCP（过流保护）：逐周期电感电流限制，当电感电流超过设定阈值时，功率开关立即关断，防止过流损坏芯片。
• SCP（短路保护）：当 VOP 或 VON 输出对地短路时，芯片检测到输出电压异常，持续约 1ms 后触发保护，芯片进入关断模式。需通过 SWIRE 引脚重新触发（低电平至高电平转换）才能恢复工作。
• OTP（过温保护）：当芯片结温超过 140°C 时，芯片自动关断以防止过热损坏；当温度降至 125°C 以下时，芯片自动恢复工作。

6. 基于 CXLC89113 的 AMOLED 偏压设计实例

设计目标：一款高端智能手表，采用1.5英寸圆形AMOLED显示屏，需要 VOP=4.6V（50mA峰值）、VON=-2.0V（5mA），输入来自单节锂离子电池（3.0V-4.4V）。

• 系统配置：选用 CXLC89113，VIN 连接电池（3.0V-4.4V），VOP 输出 4.6V 为 AMOLED 驱动电路供电，VON 编程为 -2.0V 为像素关断提供负偏压。
• 参数设置：SWIRE 脉冲计数设定为 4（对应 -2.0V）。输入电容 CIN=4.7μF（0603 X5R），功率电感 L1=2.2μH（屏蔽型），飞电容 CF1=CF2=1μF（0402 X5R），Boost 输出电容 CBOOST=20μF，VOP 输出电容 COP=10μF，VON 输出电容 CON=30μF。
• 工作过程：系统上电后，MCU 通过 SWIRE 引脚发送 4 个脉冲配置 VON=-2.0V，然后拉高 SWIRE 使能芯片。CXLC89113 启动软启动，VOP 和 VON 平稳上升至设定值。在 AMOLED 显示过程中，芯片根据负载自动切换电荷泵模式以优化效率。当系统进入待机或关机时，MCU 可将 SWIRE 拉低超过 350μs 关闭芯片，静态电流 <1μA。
• PCB 布局：功率电感 L1 靠近 LX 引脚，飞电容 CF1/CF2 靠近 C1P/C1N/C2P/C2N 引脚，输入输出电容靠近芯片引脚放置，模拟地（GND）和功率地（PGND）单点连接。

7. PCB 布局建议

• 功率组件靠近 IC：将电感 L1、输入电容 CIN、飞电容 CF1/CF2 等功率组件尽可能靠近 CXLC89113 对应引脚放置，减小寄生电感和电阻。
• LX 节点最小化：Boost 转换器的 LX 开关节点是主要噪声源，应尽量减小其面积，避免噪声耦合到敏感信号走线。
• 电容紧贴引脚：输入电容 CIN 靠近 VIN 和 GND 引脚；飞电容 CF1/CF2 靠近 C1P/C1N/C2P/C2N 引脚；输出电容 COP/CON 靠近 VOP/VON 引脚，以降低 ESR 和 ESL 影响。
• 地线分割：功率地（PGND）和模拟地（GND）应分开布线，在芯片底部或单点处连接。避免功率地电流流经模拟地回路，防止地弹噪声影响电压精度。
• SWIRE 走线：SWIRE 信号走线应远离 LX 等噪声源，必要时可增加上拉电阻（典型值 10kΩ）以增强抗干扰能力。
• 散热考虑：WL-CSP-15B 封装底部焊盘为散热主路径，应确保焊接可靠。对于高功率应用，可在 PCB 底部对应区域增加过孔和铜箔面积以增强散热。θJA=49.8°C/W，在 TA=25°C 时最大功耗约 2W。

8. 引脚封装图与订购信息

CXLC89113 采用 WL-CSP-15B（1.39×2.07mm） 超小封装，无铅、RoHS 合规。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持，包括评估板、参考设计和 FAE 现场支持。