CXLC89116 16通道10位可编程伽马参考电压芯片
I²C接口 | 双通道VCOM运放 | 18V模拟电源 | WQFN-32L封装

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年7月 | 型号：CXLC89116 | 封装：WQFN-32L（5×5mm）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXLC89116 是一款400kHz I²C接口可编程伽马参考电压芯片，专为TFT-LCD面板的源极驱动器伽马校正和VCOM公共电极驱动设计。芯片提供 16通道10位分辨率 的伽马缓冲器，输出电压范围为0至AVDD（最高18V），每个通道的电压可通过I²C独立编程，并集成 MTP（多次可编程）存储器 用于存储配置，上电后自动加载。此外，芯片还集成了 2通道VCOM运算放大器，输出电流能力高达±100mA，压摆率40V/μs，带宽10MHz，适合驱动LCD面板的公共电极。CXLC89116 内置 过流保护（OCP，可编程200mA/250mA） 和 过温保护（OTP），故障输出引脚FLT可指示异常状态。采用 WQFN-32L（5×5mm） 封装，是高性能TFT-LCD伽马校正与VCOM驱动的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

在TFT-LCD显示面板中，源极驱动器（Source Driver）需要一系列精确的参考电压来产生灰度级，这些参考电压曲线（伽马曲线）直接影响显示画质和色彩准确性。传统方案使用多颗电阻分压网络和运算放大器实现，但灵活性差、调试困难。CXLC89116 作为一款 16通道可编程伽马参考电压芯片，其核心优势在于 全数字化编程——通过I²C接口即可独立设定每个通道的输出电压（10位分辨率），配合MTP存储器，一次配置即可永久保存，极大地简化了生产调试流程。

芯片同时集成 2通道VCOM运算放大器，可直接驱动LCD面板的公共电极（VCOM），支持±100mA大电流输出，压摆率高达40V/μs，确保快速响应和稳定的公共电极电压，减少画面闪烁。芯片支持最高 18V模拟电源（AVDD），兼容主流LCD面板的偏压范围。集成 FLT故障指示引脚，在过流、过温或VDC短路时拉低，通知系统进行保护处理。CXLC89116 采用 WQFN-32L（5×5mm） 封装，是4K/8K高分辨率电视、显示器、平板电脑等TFT-LCD面板伽马校正与VCOM驱动的理想单芯片方案。

2. 主要特点与技术亮点

• 16通道伽马缓冲器：每个通道均为高精度运算放大器，输出范围0至AVDD，10位DAC分辨率（1024步），积分非线性（INL）和微分非线性（DNL）均≤±1LSB。
• VCOM运算放大器：双通道，支持轨到轨输出，短路电流±350mA，连续输出能力±100mA，带宽10MHz，压摆率40V/μs，输入失调电压±15mV。
• I²C可编程：标准400kHz I²C接口，从机地址0x3A（7位），支持单字节/多字节读写，以及MTP写入命令。
• 集成MTP存储器：可存储16通道伽马电压和VCOM配置，上电后自动加载（通用获取命令），支持单通道和全芯片写入，编程时间典型值15.5ms/155ms。
• 宽工作电压：AVDD范围6.5V~18V，VIN（数字电源）范围2.9V~18V，兼容多种系统电源。
• 可编程保护：OCP阈值可选200mA或250mA，检测时间可调2ms/4ms；UVLO阈值可通过寄存器设定为4V/5V/6V/7V（下降沿）。
• 故障指示：FLT引脚在VCOM OCP、OTP、VDC短路等事件发生时拉低，主机可据此执行保护操作。FLT功能可通过寄存器禁用。
• 低功耗：AVDD静态电流典型值20mA（伽马使能），VIN静态电流典型值750μA。

3. 典型应用电路

CXLC89116 的典型应用电路包括：AVDD模拟电源（6.5V~18V）和VIN数字电源（2.9V~18V）分别连接至对应引脚，各接10μF和1μF去耦电容。GMA1~GMA16输出分别连接至源极驱动器的伽马参考输入。VCOM1/VCOM2输出连接LCD面板的公共电极（VCOM），NEG1/NEG2为反馈输入（外部电阻分压）。FLT引脚通过上拉电阻接至系统电源，SCL/SDA接I²C总线（需上拉电阻）。VDCO为内部稳压输出（连接1μF电容）。AGND和Exposed Pad接地。

图1. 典型应用电路（16通道伽马+双VCOM）

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 伽马电压输出

CXLC89116 的16通道伽马输出（GMA1~GMA16）均采用10位DAC + 单位增益缓冲器结构。每个通道的输出电压由对应的寄存器（0x00~0x0F，每通道16位，但仅低10位有效）控制，公式为：
V_Ch = (DAC_Code × AVDD) / 1024
其中DAC_Code范围为0~1023。输出缓冲器具有高驱动能力（可提供25mA源/漏电流）和宽带宽（4MHz），满足源极驱动器对低阻抗、低噪声参考电压的要求。所有伽马通道的DAC独立编程，互不干扰。

5.2 VCOM运算放大器

芯片集成两个VCOM运算放大器（VCOM1/VCOM2），输出级为高电流推挽结构，可提供±100mA连续输出电流（短路电流±350mA）。放大器支持轨到轨输出，压摆率40V/μs，带宽10MHz，适合驱动LCD面板的公共电极（VCOM）大电容负载。每个VCOM放大器具有独立的反馈输入引脚（NEG1/NEG2），可通过外部电阻分压设定输出电压（典型配置为缓冲器模式，NEG与输出短接，POS接参考电压）。VCOM的输出电压范围同样为0至AVDD。

5.3 I²C接口与MTP存储器

CXLC89116 采用标准I²C接口（400kHz），从机地址 0x3A（7位，写0x74，读0x75）。主要寄存器包括：

• GMA1~GMA16 寄存器（0x00~0x0F）：每个寄存器16位，低10位为DAC代码（高6位保留），写入后立即更新对应通道输出。
• Option 寄存器（0x13）：控制OCP阈值（bit5）、OCP检测时间（bit4）、UVLO阈值（bit3:2）、FLT使能（bit1）、VCOM断电放电（bit0）。

芯片集成 MTP（多次可编程）存储器，可将当前寄存器配置写入MTP，上电后可通过"通用获取命令"（General Acquire）将MTP数据加载到DAC，实现配置自动恢复。写入MTP有两种方式：单地址写入（每次15.5ms）和全部写入（155ms）。通过"单次获取"命令可单独更新某一路。

5.4 保护机制

• UVLO（欠压锁定）：AVDD电压下降至设定的UVLO阈值（默认4V）时，芯片内部逻辑关断，所有输出进入高阻或放电状态（由寄存器0x13[0]选择）。
• OCP（过流保护）：VCOM通道负载电流超过OCP阈值（200mA或250mA）且持续设定时间（2ms或4ms）后，芯片关断所有输出，FLT引脚拉低。需重新上电才能恢复。
• OTP（过温保护）：结温超过150°C时触发，芯片关断，FLT拉低。温度降至迟滞阈值以下后自动恢复。
• VDC短路保护：内部VDCO引脚短路时，钳位输出电流并关断所有输出，FLT拉低。
• FLT引脚：低电平有效，可通过寄存器禁用OCP/OTP触发FLT（仅保留VDC短路保护），方便系统灵活处理。

6. 基于 CXLC89116 的 4K 电视伽马校正设计实例

设计目标：一台65英寸4K UHD电视，采用TFT-LCD面板，源极驱动器需要14路伽马参考电压（GMA1~GMA14），VCOM1用于面板公共电极（电流需求±80mA），AVDD=15V，VIN=3.3V。

• 伽马配置：根据面板规格书计算14路伽马电压值，通过I²C逐一写入GMA1~GMA14寄存器（0x00~0x0D），GMA15和GMA16可置为默认或禁用。每个通道的DAC Code = (V_target / 15V) × 1024。
• VCOM配置：VCOM1采用缓冲器模式（NEG1短接至VCOM1，POS1接VCOM参考电压分压），VCOM2不使用（可将NEG2短接至输出，POS2浮空）。设定OCP阈值为200mA，检测时间2ms，UVLO阈值设为5V。
• MTP烧写：配置完成后，向0x14地址写入0x0081，将所有数据写入MTP（等待155ms）。写入后，通过"通用获取命令"验证加载正常。
• 上电流程：系统上电后，VIN和AVDD先后建立，芯片内部UVLO释放，自动从MTP加载配置（需发送通用获取命令），伽马和VCOM输出按照预设电压建立。
• 故障处理：FLT引脚通过10kΩ上拉电阻接至3.3V，连接MCU外部中断。一旦FLT拉低，MCU立即执行保护动作（如关闭背光或显示警告）。

7. PCB 布局建议

• 去耦电容靠近引脚：AVDD和VIN引脚各自需放置10μF和0.1μF陶瓷电容，并尽可能靠近IC引脚，减少寄生电感。
• 模拟地分离：AGND与Exposed Pad（散热焊盘）应连接至大面积地平面，确保低阻抗回路。功率地和信号地建议分开布线，在IC底部单点连接。
• 伽马输出走线：GMA1~GMA16为模拟信号，走线应远离数字信号（SCL/SDA）和开关噪声源，避免耦合干扰。建议走线宽度≥10mil，并置于相邻地平面之间。
• VCOM反馈走线：NEG1/NEG2为高阻抗反馈输入，走线应尽可能短，并远离高电流输出走线，防止寄生电阻引起的压降误差。
• I²C走线：SCL/SDA上拉电阻（典型4.7kΩ）靠近IC放置，走线长度尽量短，并避免与高频信号平行布线。
• 散热设计：WQFN-32L封装的Exposed Pad必须可靠焊接至PCB地平面，并在底部增加多个过孔（孔径0.3mm，间距1.0mm）连接至内层地铜箔，以增强散热。θJA=27.5°C/W，在TA=25°C时最大功耗约3.63W，需合理布局保证结温不超过125°C。

8. 引脚封装图与订购信息

CXLC89116 采用 WQFN-32L（5×5mm） 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。