CXLC89114A 双输出LCD偏压芯片
Boost+LDO+反相电荷泵 | 80mA输出 | I²C编程 | WL-CSP-15B封装

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年7月 | 型号：CXLC89114A | 封装：WL-CSP-15B（1.31×2.07mm）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXLC89114A 是一款高度集成的双输出LCD偏压芯片，专为智能手机、平板电脑及其他便携设备的TFT-LCD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5.5V，正负输出电压均可通过 I²C串行接口 在 ±4V至±6V 范围内以100mV步进独立编程。芯片采用高效率同步Boost架构，配合小尺寸电感，可支持高达 80mA 的对称输出电流。CXLC89114A 集成软启动、可编程快速放电、UVLO、OCP、SCP、OTP 等完善保护功能，关断电流低于 1μA，采用 WL-CSP-15B（1.31×2.07mm） 超小封装，是TFT-LCD面板偏压方案的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

在智能手机、平板电脑、电子书阅读器等便携设备中，TFT-LCD显示屏需要两组稳定的偏压电源：一组正电压（通常为+5V至+6V）为源极驱动器供电，一组负电压（通常为-4V至-6V）用于栅极驱动器的关断控制。CXLC89114A 作为一款 双输出LCD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 I²C串行接口 使得正负输出电压均可通过MCU灵活编程，在 ±4V至±6V 范围内以100mV步进调节，适应不同面板的偏压需求。芯片支持 ENP/ENN独立使能控制，可分别控制正负输出的开启和关断。CXLC89114A 采用 WL-CSP-15B（1.31×2.07mm） 超小封装，是空间受限的便携设备LCD偏压方案的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• 高度集成：单芯片集成同步Boost、LDO和反相电荷泵，无需外部分立偏压器件。
• 宽输出电压范围：正负输出均可在 ±4V至±6V 范围内以100mV步进编程，覆盖主流LCD面板偏压需求。
• I²C可编程：通过标准I²C接口（SCL/SDA）配置输出电压，从机地址0x3E（7位），支持单字节/多字节读写。
• 独立使能控制：ENP和ENN引脚分别控制正负输出的使能，支持弹性上电时序控制。
• 高效率同步Boost：内置同步整流，效率高达90%（典型值），支持1.2MHz开关频率，可使用小尺寸电感。
• 软启动：内置软启动电路，有效抑制启动浪涌电流，保护系统电源和LCD面板。
• 可编程快速放电：通过I²C寄存器独立使能VOP/VON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（1.31×2.07mm），适合空间受限的便携设备。

3. 典型应用电路

CXLC89114A 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（CBST，10μF）、正输出电容（COP，4.7μF）、负输出电容（CON，10μF）、飞电容（CF1，4.7μF）。输入电压VIN（2.5V-5.5V）经过同步Boost升压至内部节点（约6.2V），一路经LDO稳压输出可编程正电压VOP，另一路驱动反相电荷泵产生可编程负电压VON。ENP/ENN引脚连接MCU的GPIO，用于独立使能控制。SCL/SDA连接I²C总线，用于输出电压编程和寄存器配置。

图1. 典型应用电路（TFT-LCD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

CXLC89114A 采用 Boost+LDO+反相电荷泵 三合一架构。输入电压 VIN（2.5V-5.5V）首先经同步Boost升压转换器提升至内部节点（VBST，约4.15V-6.2V），一路通过高精度LDO稳压输出可编程正电压 VOP（4V-6V），为LCD源极驱动器供电；另一路驱动反相电荷泵控制器，通过飞电容（CF1）和内部开关网络产生可编程负电压 VON（-4V至-6V）。正负输出电压均通过 I²C接口 独立编程，步进100mV。

5.2 I²C 接口与输出电压编程

CXLC89114A 通过标准I²C接口（SCL/SDA）进行寄存器读写，从机地址为 0x3E（7位地址，写操作0x7C，读操作0x7D）。主要寄存器包括：

• VOP 寄存器（0x00h）：设置正输出电压，数据0x00~0x14对应4.0V~6.0V（100mV步进）。
• VON 寄存器（0x01h）：设置负输出电压，数据0x00~0x14对应-4.0V~-6.0V（100mV步进）。
• DISP/DISN 寄存器（0x03h）：分别控制VOP和VON的快速放电功能使能。
• APPS 寄存器（0x03h）：应用模式选择（智能手机/平板电脑），优化不同负载下的性能。

芯片支持单字节和多字节I²C读写操作，方便MCU进行批量配置。上电后，寄存器加载出厂默认值（RT4801A-50WSC默认VOP/VON为5.0V；RT4801A-60WSC默认VOP/VON为6.0V，对应型号CXLC89114A-50/CXLC89114A-60）。

5.3 独立使能控制（ENP/ENN）

芯片提供 ENP 和 ENN 两个独立使能引脚，分别控制正输出（VOP）和负输出（VON）的开启和关断。当ENP/ENN引脚为高电平时，对应输出使能；当引脚为低电平且持续超过 375μs 时，对应输出关断，芯片进入低功耗关断模式（静态电流<1μA）。独立使能功能允许系统灵活控制LCD偏压的上电时序——例如先开启正电压再开启负电压，或先关断负电压再关断正电压，满足不同LCD面板的时序要求。

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。软启动时间由内部电路设定，典型值约 1ms。

快速放电功能 通过I²C寄存器（DISP/DISN）独立使能。使能后，在芯片关断或发生故障时，对应输出端内部放电电路将输出电容电荷快速泄放至地，确保LCD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。

5.5 保护机制

• UVLO（欠压锁定）：当 VIN 低于 2.3V 时，芯片自动关断；当 VIN 回升至 2.5V 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，峰值限流典型值 1A，当电感电流超过阈值时功率开关立即关断。
• SCP（短路保护）：当 VOP 或 VON 输出对地短路时，持续约 1ms 后触发保护，芯片进入关断模式，需通过 ENP/ENN 重新触发才能恢复。
• OTP（过温保护）：当芯片结温超过 140°C 时自动关断；温度降至 125°C 以下时自动恢复。

6. 基于 CXLC89114A 的 LCD 偏压设计实例

设计目标：一款10.1英寸平板电脑，采用TFT-LCD显示屏，需要 VOP=+5.2V（60mA峰值）、VON=-5.2V（20mA峰值），输入来自单节锂离子电池（3.0V-4.4V）。

• 系统配置：选用 CXLC89114A，VIN 连接电池（3.0V-4.4V），VOP 输出 +5.2V 为源极驱动器供电，VON 输出 -5.2V 为栅极驱动器提供负偏压。
• 参数设置：通过 I²C 写入 VOP 寄存器 0x00h = 0x0C（对应 5.2V），VON 寄存器 0x01h = 0x0C（对应 -5.2V）。使能快速放电功能（DISP/DISN 置1）。输入电容 CIN=4.7μF（0603 X5R），功率电感 L1=2.2μH（屏蔽型），飞电容 CF1=4.7μF（0603 X5R），Boost 输出电容 CBST=10μF，VOP 输出电容 COP=4.7μF，VON 输出电容 CON=10μF。
• 上电时序：系统上电后，MCU 先通过 I²C 配置 VOP/VON 目标电压，然后拉高 ENP 使能正输出（先开启正压），延时 1ms 后拉高 ENN 使能负输出（再开启负压），满足LCD面板上电时序要求。关机时先拉低 ENN 关断负输出，延时 1ms 后拉低 ENP 关断正输出。
• 工作过程：CXLC89114A 启动软启动，VOP 和 VON 平稳上升至设定值。在正常工作状态下，芯片自动调节占空比以维持输出电压稳定。当系统进入待机或关机时，MCU 可拉低 ENP/ENN（持续 >375μs）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 靠近 CF1/CF1N 引脚，输入输出电容靠近芯片引脚放置，模拟地和功率地单点连接。

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 等功率组件尽可能靠近 CXLC89114A 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（如I²C的SCL/SDA）。
• 电容紧贴引脚：输入电容 CIN 靠近 VIN 和 GND 引脚；飞电容 CF1 靠近 CF1/CF1N 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。
• I²C 走线：SCL/SDA 信号走线应远离 LX 等噪声源，上拉电阻建议 4.7kΩ~10kΩ，走线长度尽可能短。
• 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

CXLC89114A 采用 WL-CSP-15B（1.31×2.07mm） 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。