CXLC89118 集成多通道DC/DC转换器
升压+LDO+GPM+VCOM缓冲器+VGH电荷泵 | 15V/2A | VQFN-24L

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年7月 | 型号：CXLC89118 | 封装：VQFN-24L（4×4mm）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXLC89118 是一款高度集成的多通道DC/DC转换器，专为TFT-LCD面板的完整电源需求设计。芯片内部集成了 高性能电流模升压稳压器（内置16V/2A/0.2Ω N-MOSFET，最高输出15V）、低压差线性稳压器（LDO，350mA）、栅极脉冲调制器（GPM）、VCOM缓冲运算放大器（140mA短路电流，12V/μs压摆率，12MHz带宽）、VGH电荷泵控制器（可编程栅极导通电压）以及 可编程电压检测器（复位输出）。输入电压范围 2.5V至5.5V，升压开关频率可选 640kHz或1.2MHz，支持使用超小电感和陶瓷电容。GPM由时序控制器（TCON）的帧信号控制，可调制栅极导通电压（VGHM）以补偿闪烁，并可编程上电延时和下降时间。CXLC89118 集成软启动、过流保护、欠压保护、过温保护等完善保护机制，采用 VQFN-24L（4×4mm） 封装，是TFT-LCD显示面板电源的终极单芯片方案。

1. 产品概述与市场定位

在TFT-LCD显示面板中，系统需要多组不同的电源电压：源极驱动器需要高精度稳压电源（通常8V~15V），栅极驱动器需要导通电压（VGH，通常15V~30V）和关断电压（VGL，通常-5V~-10V），时序控制器（TCON）需要低电压供电（通常3.3V或1.8V），公共电极（VCOM）需要大电流缓冲驱动，以及栅极脉冲调制以实现闪烁补偿。传统方案常使用多颗分立芯片实现，增加了PCB面积和系统成本。CXLC89118 作为一款 多通道DC/DC转换器，其核心优势在于 高度集成——单芯片同时完成升压、LDO、GPM、VCOM缓冲和VGH电荷泵控制，覆盖TFT-LCD面板的所有电源需求，极大简化了系统设计。

芯片的 升压转换器 采用电流模PWM架构，内置16V/2A功率MOSFET，效率高达90%，快速响应脉冲负载。集成的 GPM 由帧信号控制，可动态调制栅极导通电压以减少耦合效应引起的闪烁，同时提供可编程上电延时，确保正确的栅极驱动IC上电时序。VCOM缓冲器 具有高短路电流（140mA）、高压摆率（12V/μs）和宽带宽（12MHz），适合驱动LCD面板的大电容负载。CXLC89118 采用 VQFN-24L（4×4mm） 封装，是液晶电视、显示器、平板电脑等TFT-LCD面板电源的终极单芯片方案。

2. 主要特点与技术亮点

• 高性能升压稳压器：电流模PWM架构，内置16V/2A/0.2Ω N-MOSFET，效率>90%，输出电压可调（最高15V），±1%精度。
• 低压差线性稳压器（LDO）：输出电流350mA，压降450mV@350mA，可调输出1.5V至VIN-0.5V，±1.5%精度，适合TCON供电。
• 栅极脉冲调制器（GPM）：由帧信号控制，调制栅极导通电压VGHM以补偿闪烁；可编程上电延时和下降时间，实现正确的上电时序。
• VCOM缓冲运算放大器：单位增益架构，短路电流140mA，压摆率12V/μs，带宽12MHz，轨到轨输入/输出，适合驱动LCD公共电极。
• VGH电荷泵控制器：提供可编程栅极导通电压（通过外部反馈电阻），内置比较器检测输出，稳压精度高，VGH与AVDD压差最大18V。
• 可编程电压检测器：检测外部电阻分压，输出低电平复位信号，检测阈值和延时时间均可编程（延时tD=120k×CD）。
• 可编程软启动：外部电容设定输入电流爬升速率，典型值27nF，有效抑制启动浪涌。
• 完备保护：过流保护（OCP，2A峰值）、欠压保护（UVP，FB<90%持续160ms锁存）、过温保护（OTP，170°C）、UVLO（2.2V）。

3. 典型应用电路

CXLC89118 的典型应用电路包括：输入电容（CIN，10μF），升压电感（L1，4.7μH），升压输出电容（COUT，4.7μF×3），FB反馈电阻分压（R1/R2）设定AVDD，COMP补偿网络（R3/C3），SS软启动电容（CSS，27nF）。LDO部分：LDOI输入（3.3V），ADJ反馈电阻分压设定输出，LDOO输出（1.5V~VIN-0.5V）。GPM部分：VDPM电容设定上电延时，VFLK接收帧信号，VGHM输出调制后的栅极电压，RE为放电开关，VGH为电荷泵输出。VCOM缓冲器：OPAI输入，OPAO输出，单位增益驱动。电压检测器：VDIV外接电阻分压，CD电容设定复位延时，RESET输出低电平复位信号。

图1. 典型应用电路（TFT-LCD多通道电源）

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 升压转换器

CXLC89118 的升压转换器采用 电流模PWM架构，开关频率可选640kHz（FREQ=0）或1.2MHz（FREQ=VIN），内置16V/2A/0.2Ω N-MOSFET。输出电压通过外部反馈电阻分压设定：
VAVDD = VFB × (1 + R1/R2)，其中VFB=1.24V（典型值）。
建议R2≤100kΩ以降低噪声敏感度，反馈分压电阻应靠近FB引脚放置。

软启动通过外部电容（CSS）设定，内部4μA恒流源对CSS充电，限制COMP电压上升速率和电感峰值电流。典型CSS值为27nF，可用范围10nF~100nF。启动时开关频率缓慢上升，进一步抑制浪涌电流。关断时CSS通过内部放电，为下次启动做准备。

补偿网络由R3和C3组成（接COMP引脚），用于设置高频积分器增益和零点以保证环路稳定。典型应用（VIN=3.3V，VOUT=8.5V，L=4.7μH，COUT=4.7μF×3）推荐R3=56kΩ，C3=1nF。

5.2 低压差线性稳压器（LDO）

LDO内部采用P-MOSFET作为调整管，最大输出电流350mA，输入电压范围2.5V~5.5V。输出电压通过ADJ引脚的反馈电阻设定：
VLDOO = VADJ × (1 + R4/R5)，其中VADJ=1.24V。
输出范围1.5V至VIN-0.5V，±1.5%精度。LDO适合为时序控制器（TCON）供电，输出电流限制典型值500mA，防止过载。

5.3 栅极脉冲调制器（GPM）

GPM由TCON的帧信号（VFLK）控制，实现对栅极导通电压VGHM的调制，以 补偿栅极线与像素之间的耦合效应，减少画面闪烁。GPM同时提供 可编程上电延时：VDPM引脚外接电容，内部20μA电流源充电，延时时间 tD = 62k × CVDPM。此外，VGHM的下降时间可通过外部电阻编程，满足不同栅极驱动IC的时序要求。VGHM输出由VGH电荷泵供电，通过内部开关（RE放电，VGH充电）实现调制。

5.4 VCOM缓冲运算放大器

VCOM缓冲器为 单位增益运算放大器，OPAI为输入，OPAO为输出，可直接驱动LCD面板的公共电极（VCOM）。放大器具有 140mA短路电流（典型值180mA）、12V/μs压摆率和 12MHz带宽，轨到轨输入/输出，确保在大电容负载下仍能快速响应，维持VCOM电压稳定，减少画面闪烁。内部短路保护电路在输出短路时限制电流，保护芯片。

5.5 VGH电荷泵控制器

VGH电荷泵控制器提供可编程的 栅极导通电压，用于驱动TFT的栅极。输出电压通过FBP引脚的反馈电阻设定：
VGH = VFBP × (1 + R9/R10)，其中VFBP=1.24V。
内部比较器检测FBP电压并与1.24V基准比较，通过DRVP驱动外部电荷泵电路（二极管+电容）。VGH与AVDD的压差最大为18V（VGH - AVDD ≤ 18V），设计时需注意。

5.6 电压检测器

电压检测器用于监测系统电压，当VDIV引脚电压低于内部基准（1.1V）时，RESET引脚输出低电平复位信号。检测阈值通过外部电阻分压设定：
VDET = 1.1V × (1 + R6/R7)，
迟滞 VHYS = 50mV × (1 + R6/R7)。
复位延时通过CD引脚外接电容设定：tD = 120k × CD。例如CD=100nF时，延时约12ms。

5.7 保护机制

• OCP（过流保护）：逐周期电感峰值电流限制，典型值2.0A。当电感电流超过阈值时，LX开关立即关断，防止过大电流损坏器件。
• UVP（欠压保护）：当FB电压低于1.05V（典型值）且持续160ms时，PWM锁存关断，需重新上电VIN才能恢复。UVP在软启动期间禁用。
• OTP（过温保护）：结温超过170°C时芯片关断，温度下降约20°C后自动恢复。
• UVLO（欠压锁定）：VIN低于2.2V时芯片关断，VIN回升后恢复。

6. 基于 CXLC89118 的 TFT-LCD 面板电源设计实例

设计目标：一台32英寸TFT-LCD电视面板，需要 AVDD=8.5V（源极驱动器，负载电流200mA）、VLDO=3.3V（TCON，100mA）、VGH=22V（栅极导通，10mA）、VCOM=4.2V（公共电极，50mA）、VGL=-7V（栅极关断，通过外部稳压管实现），输入来自5V系统电源。

• 升压配置：选用CXLC89118，输入5V，设定AVDD=8.5V（R1/R2分压）。电感L1=4.7μH（饱和电流>2.5A），输出电容4.7μF×3（陶瓷）。COMP补偿R3=56kΩ，C3=1nF。SS电容27nF，FREQ接高电平（1.2MHz）。
• LDO配置：LDOI接3.3V（由外部或系统提供），设定输出1.8V（用于TCON核心供电），通过ADJ分压电阻设定。
• GPM配置：VDPM电容设定上电延时（62k×CVDPM），VFLK接TCON帧信号，VGHM输出调制后的栅极电压，RE接外部放电电阻。
• VCOM配置：OPAI接VCOM参考电压（4.2V），OPAO直接驱动LCD公共电极，输出电容4.7μF。
• VGH配置：FBP分压设定VGH=22V，DRVP驱动外部二极管-电容电荷泵，VGH输出22V。VGL通过外部稳压管（ZD1=7V）从电荷泵负压产生-7V。
• 电压检测器：VDIV分压监测AVDD，设定检测阈值7.5V，CD=100nF设定复位延时约12ms，RESET连接系统MCU。

7. PCB 布局建议

• 功率组件靠近IC：将升压电感L1、输入电容CIN、输出电容COUT、LX节点尽可能靠近芯片放置，走线宽短，减小寄生电感和电阻。
• 反馈分压电阻就近放置：FB、ADJ、FBP和VDIV的反馈分压电阻必须靠近对应引脚，反馈走线尽量短，并远离LX、VGH等开关噪声节点。
• 补偿网络远离噪声源：COMP引脚的补偿网络（R3/C3）应远离功率回路，可用地线屏蔽，防止噪声耦合影响稳定性。
• LX节点最小化：LX为高频开关节点，走线面积应尽量小，同时保持足够宽度承载大电流。LX应远离FB和模拟地。
• 地线分离：功率地（PGND，包含输入/输出电容地、电荷泵和GPM的地）和模拟地（AGND，包含补偿、软启动、反馈分压的地）应分开布线，在芯片底部单点连接至输入电容地平面。
• VGH/VGL高压走线：VGH和VGL为高压信号，走线需注意安全间距（>0.5mm），并远离低压信号走线。
• 散热设计：Exposed Pad必须焊接至大面积地平面，并通过多个过孔连接至内层地，以增强散热。θJA=56°C/W，在TA=25°C时最大功耗约1.786W，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

CXLC89118 采用 VQFN-24L（4×4mm） 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。