贝岭ic 应用文集

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贝岭IC应用文集贝岭IC应用文集上海贝岭股份有限公司20082008-2008---2222上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-648507001 贝岭IC应用文集贝岭IC应用文集目录111）1）））便携产品电源芯片的应用技术思考222）2）））可驱动323232个32个个个LEDLEDLED的LED的的的BL8532BL8532BL8532BL8532333）3）））普及型手机LCDLCD背光趋向使用LCD背光趋向使用LDOLDOLDO444）4）））贝岭手机周边芯片在MTKMTK手机方案中的应用MTK手机方案中的应用555）5）））BL75R06BL75R06近距离非接触射频识别BL75R06近距离非接触射频识别ICICIC卡芯片IC卡芯片666）6）））新型低成本电能表的设计方案777）7）））BL55066BL55066通用BL55066通用LCDLCD驱动与控制电路应用指南LCD驱动与控制电路应用指南888）8）））BL55076BL55076通用BL55076通用LCDLCD驱动与控制电路应用指南LCD驱动与控制电路应用指南上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-648507002 贝岭IC应用文集便携产品电源芯片的应用技术思考ApplicationTechnologyforPortableProducti’sPowerIC上海贝岭股份有限公司颜重光颜重光FAEFAE经理FAE经理///高工/高工摘要：便携产品电源设计系统级思维所涉及的要点，电源芯片实际应用需要注意的方方面面。关键词：LDOVLDODC/DCChargePumpLayout技巧便携产品常用电源管理芯片便携产品常用电源管理芯片有低压差稳压器、DC/DC开关稳压器、电池充电管理器（BatteryChargers）和锂电池保护（LithiumBatteryProtection）。低压差稳压器（LDOLinearRegulators）有低压差的LDO和超低压差的VLDO；DC/DC有基于电感器储能的DC/DC开关稳压器（InductorBasedSwitchingRegulators），按功能又分为升压（Boost）、降压（Buck）、升降压（Buck-Boost）；还有基于电容器储能的电荷泵（ChargePumps），也称电容式开关稳压器（SwitchedCapacitorRegulators）。便携产品电源系统设计要求便携产品电源设计需要系统级思维，在开发由电池供电的设备时，诸如手机、MP3、PDA、PMP、DSC等低功耗产品，如果电源系统设计不合理，则会影响到整个系统的架构、产品的特性组合、元件的选择、软件的设计和功率分配架构等。同样，在系统设计中，也要从节省电池能量的角度出发多加考虑。例如现在便携产品的处理器，一般都设有几个不同的工作状态，通过一系列不同的节能模式（空闲、睡眠、深度睡眠等）可减少对电池容量的消耗。即当用户的系统不需要最大处理能力时，处理器就会进入电源消耗较少的低功耗模式。从便携式产品电源管理的发展趋势来看，需要考虑这样几个问题：1）电源设计必须要从成本、性能和产品上市时间等整个系统设计来考虑；2）便携产品日趋小巧薄型化，必需考虑电源系统体积小、重量轻的问题；3）选用电源管理芯片力求高集成度、高可靠性、低噪声、抗干扰、低功耗、突破散热瓶颈，延长电池寿命；4）选用具有新技术的新产品电源芯片，将新的电源芯片应用于新的设计方案中去，是保证新产品先进性的基本条件，也是便携产品电源管理的永恒追求。电源管理芯片选用思考•选用生产工艺成熟、品质优秀的生产厂家产品；•选用工作频率高的芯片，以降低成本周边电路的应用成本；•选用封装小的芯片，以满足便携产品对体积的要求；•选用技术支持好的生产厂家，方便解决应用设计中的问题；•选用产品资料齐全、样品和DEMO申请用易、能大量供货的芯片；•选用产品性能/价格比好的芯片；LDO线性低压差稳压器LDO线性低压差稳压器是最简单的线性稳压器，由于其本身存在DC无开关电压转换，上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-648507003 贝岭IC应用文集所以它只能把输入电压降为更低的电压。它最大的缺点是在热量管理方面，因为其转换效率近似等于输出电压除以输入电压的值。例如，如果一个驱动图像处理器的LDO输入电源是从单节锂电池标称的3.6V，在电流为200mA时输出1.8V电压，那么转换效率仅为50%，因此在手机中产生了一些发热点，并缩短了电池工作时间。虽然就较大的输入与输出电压差而言，确实存在这些缺点，但是当电压差较小时，情况就不同了。例如，如果电压从1.5V降至1.2V，效率就变成了80%。当采用1.5V主电源并需要降压至1.2V为DSP内核供电时，开关稳压器就没有明显的优势了。实际上，开关稳压器不能用来将1.5V电压降至1.2V，因为无法完全提升MOSFET(无论是在片内还是在片外)。标准低压差(LDO)稳压器也无法完成这个任务，因为其压差通常高于300mV。理想的解决方案是采用一个非常低压差(VLDO)稳压器，输入电压范围接近1V，其压差低于300mV，内部基准接近0.5V。这样的VLDO稳压器可以很容易地将电压从1.5V降至1.2V，转换效率为80%。因为在这一电压上的功率级通常为100mA左右，那么30mW的功率损耗是可以接受的。VLDO的输出纹波可低于1mVP-P。将VLDO作为一个降压型开关稳压器的后稳压器就可容易地确保低纹波。压差、噪音、共模抑止比、静态电流是LDO选用四大关键数据，产品设计师按产品负载对电性能的要求结合这四大要素来选择LDO。在手机上用的LDO要求尽可能小的噪音（纹波），和高的共模抑止比。在没有RF的便携产品需要静态电流小的LDO。LDO的内部结构从图1中可以看到，LDO电流主通道在其内部是有一个MOSFET加一个过流检测电阻组成，肖特基二极管作反相保护，输出端的分压电阻取出返馈电去控制MOSFET的流通电流大小，EN使能端可从外部去控制它的工作状态，内部还设置过流保护、过温保护、信号放大、POWER-OK、基准源等电路，实际上LDO已是一多电路集成的SOC。LDO的ESD>4KV，HBMESD>8KV。图1LDO的内部结构上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-648507004 贝岭IC应用文集低压差稳压器(LDOs)的应用低压差稳压器的应用象三端稳压一样简单方便，一般在输入、输出端各加一个滤波电容器即可。电容器的材质对滤波效果有明显影响，一定要选用低ESR的X7R&X5R陶瓷电容器。图2可见它的应用实例。图2低压差稳压器的应用LDO布线考虑：：：降低噪音和纹波：降低噪音和纹波LDO布线设计要点是考虑如何降低PCB板上的噪音和纹波，如何走好线是一个技巧加经验的工艺性细活，也是设计产品成功的关键之一。图3说明了如何设计走线电路图，掌握好电流回流的节点，有效的控制和降低噪音和纹波。优化布线方案是值得参考的。图4说明了PCB板布线（Layout）的设计技巧，被推荐的布线方案解决了电流回流路径不良引出的噪音和纹波。优化布线方案上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-648507005 贝岭IC应用文集典型布线方案图3布线电路方案考虑理想的LDOPCB设计图不好的LDOPCB设计图（（（被推荐的（被推荐的）））（（（不推荐的（不推荐的)图4Layout的设计技巧开关式DC/DC升降压稳压器当输入与输出的电压差较高时，开关稳压器避开了所有线性稳压器的效率问题。它通过使用低电阻开关和磁存储单元实现了高达96%的效率，因此极大地降低了转换过程中的功率损失。选用开关频率高的DC/DC可以极大地缩小外部电感器和电容器的尺寸和容量，如超过2MHz的高开关频率。开关稳压器的缺点较小，通常可以用好的设计技术来克服。但是电感器的频率外泄干扰较难避免，设计应用时对其EMI辐射需要考虑。开关式DC/DC升降压稳压器按其功能分成Buck开关式DC/DC降压稳压器、Boost开关式DC/DC升压稳压器和根据锂电池的电压从4.2V降低到2.5V能自动切换降升压功能的Buck-Boost开关式DC/DC升降压稳压器。新一代DC/DC在输出低电流时，用户可通过改变Mode/Sync管脚的电平来灵活选择脉冲跳跃模式和节能模式。冲跳跃模式的输出纹波电压小，而节能模式的效率高。新一代的DC/DC大幅提高开关频率将贴片电感整合在一个封装内，更方便应用。Buck开关式DC/DC降压稳压器内部结构从图5的Buck开关式DC/DC降压稳压器内部拓扑结构来看，这是一种采用恒定频率、上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-648507006 贝岭IC应用文集电流模式降压架构，内置主（P沟道MOSFET）和同步（N沟道MOSFET）开关。PWM控制的振荡器频率决定了它的工作效率和使用成本。误差放大器EA将输出电压的某一部分与参考电压进行比较，产生一误差输出电压，并与本振产生的固定幅度的斜波电压相比较，当EA输出电压达到本振斜波电压时，复位信号就将锁存器关闭。随着误差电压增加，锁存器的占空比也增加，EA输出电压自我调整，使该占空比在FB产生的基准电压幅度，从而调整输出电压。图5Buck开关式DC/DC降压稳压器内部拓扑结构DC/DC应用电路设计思考图6Buck开关式DC/DC应用线路设计图7掌握好回流的节点设计DC/DC的应用电路设计要着重考虑电路走线的抗干扰、降噪、接地和回流节点的选择。图6给出了Buck开关式DC/DC应用线路设计，需要注图中粗线的部分：☺粗线是大电流的通道；☺掌握好回流的节点设计，以有效地降低噪音；☺选用MuRata,Tayo-Yuden,TDK&AVX品质优良、低ESR的X7R&X5R陶瓷电容器；☺在应用环境温度高，或低供电电压和高占空比条件下（如降压）工作，要考虑器件的节温和散热。上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-648507007 贝岭IC应用文集DC/DC应用Layout的设计技巧要得到一个运作稳定和低噪音的高频开关稳压器电源，需要小心安排PCB板的布局结构，所有的器件必需靠近DC/DC，可以把PCB板按功能分成几块，如图8所示，这是一颗降压的DC/DC应用在PCB板设计实例。PCB板布线必需注意以下几点：1)保持通路在Vin、Vout之间，Cin、Cout接地很短，Cin近可能靠近Vin，以降低噪音和干扰；2）电感器与芯片和电容器直接，SWvsL1距离<4mm，CoutvsL1距离<4mm；3）反馈分压和CF的反馈成份必须保持靠近VFB反馈脚，以防噪音；开关节点、SW远离敏感的VFB，VFB直接反馈电阻，反馈分压电阻必须连接在Cout和地之间；4）SW、Vin、Vout、GND的线必须粗短、直接，大面积地直接联接GND脚和Cin、Cout的接地端。图8Buck开关式DC/DC应用PCB设计电荷泵（ChargePump）以电容器为储能器的电荷泵通过开关阵列和振荡器、逻辑电路、比较控制器实现电压提升，采用电容器来贮存能量。电荷泵是无须电感的，但需要外部电容器。工作于较高的频率，因此可使用小型陶瓷电容(1μF)，使空间占用最小，使用成本低。电荷泵仅用外部电容器即可提供±2倍的输出电压。其损耗主要来自电容器的ESR(等效串联电阻)和内部开关晶体管的RDS（（（ON）））。电荷泵转换器不使用电感，因此其辐射EMI可以忽略。输入端噪声可用一只小型电容滤除。它输出电压是工厂生产时精密预置的,调整能力是通过后端片上线性调整器实现的，因此电荷泵在设计时可按需要增加电荷泵的开关级数，以便为后端调整器提供足够的活动空间。电荷泵主要用于升压，近年新出的电荷泵其升压倍率可根据输入电压的变化和负载的需要在1倍、1.5倍和2倍间自动调整。电荷泵十分适用于便携式应用产品的设计。从电容式电荷泵内部结构来看,它实际上是一个片上系统。电荷泵应用技巧电荷泵是一种无幅射的有效升压器件，它不使用电感器而使用电容器作为储能器件。在设计应用时需要注意电容器的容量和材质对输出纹波的影响。外部电容器的容量关系到输出纹波，在固定的工作频率下，太小的电容容量，将使输出纹波增大。图10图例是说明同一电荷泵的电容器容量影响输出纹波。上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-648507008 贝岭IC应用文集图9典型的电荷泵电荷泵：VIN=3.0V,VOUT=5.0V,ILOAD=50mA,F=750KHz图10同一电荷泵的电容器容量影响输出纹波输出纹波大小与电容器材料介质有关，外部电容器的材料类型关系到输出纹波，图11图例是说明同一电荷泵，使用相同的容量和尺寸而不同材料类型的电容器，输出纹波的结果。在工作频率固定，电容器容量相同的情况下，优良的材料介质，将有效地降低纹波。选用低ESR的X7R&X5R陶瓷电容器是一种比较好的选择。电荷泵：VIN=3.0V,VOUT=5.0V,ILOAD=50mA,F=750KHz图11输出纹波大小与电容器材料介质有关LCM需要MCM电源模块LCM（LCDModule）是目前CP、MP3/MP4、PMP需求量较大的产品，在有限的PCB面积上，需要按装LCD屏、数码相机的镜头和闪光灯、AudioDAC等器件，因此它需要封装很小的多芯片组合的电源模块（MCM），以减小电源IC所占PCB的面积，而手机产品又要求这些电源IC对RF几乎无干扰。图12说明了这种电源模块与LCM负载的关系。目前上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-648507009 贝岭IC应用文集手机、MP3、PMP使用较多的LCD屏模组，其电源都还是用分立的电荷泵和LDO来供电，极需一个包含三个LDO、二个电荷泵的MCM电源模块或PMU，以缩小使用空间。图12说明了这种电源模块与LCM负载的关系。线性稳压器与开关稳压器的比较线性稳压器与开关稳压器的比较可从下表清楚看到。锂电池充电IC内部架构锂电池充电IC是一个片上系统（SOC），由图13可以看到它由读取使能微控制器、2倍涓流充电控制器、电流环误差放大器、电压环误差放大器、电压比较器、温度感测比较器、环路选择和多工驱动器、充电状态逻辑控制器、状态发生器、多工器、LED信号发生器、MOSFET、基准电压、电源开机复位、欠电压锁定、过流/短路保护等十多个不同功能的IC整合在一个晶元上。它是一个高度集成、智能化芯片。上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070010 贝岭IC应用文集充电程序锂电智能充电过程：涓流充
恒流充
恒压充
电压检测（图14），因此电路设计的关键是要做到：充分保护、充分充电、自动监测、自动控制。充电开始时如电池电压过低，则先采用涓流充电，当锂电池具有一定电流、电压，即进入恒流充电模式，锂电池的电压逐渐升高，当锂电池电压升高到4.0V(VCH=4.1V)或4.1V(VCH=4.2V)时转入恒压充电模式，充电电流逐渐减少，当电压、电流都已达到予置目标值时，充电程序结束。涓流充电当锂电池的初始电压很低时或锂电池在充电过程中升温太快时，自动改用微小电流的涓流充电模式，既可保护锂电池又可有效降低充电中的锂电池温度。涓流电流是正常可调节充电电流的10%。有的还特备2倍涓流充电功能可以在安全模式下缩短涓流充电时间。利用MCU可以设计编制涓流、2倍涓流、恒流、恒压充电的程序。图13锂电池充电IC是一个片上系统（SOC）图14锂电池充电曲线上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070011 贝岭IC应用文集锂电池保护IC锂电池保护电路是封装在锂电池包内的，它由一颗锂电池保护IC和二颗MOSFET组成，如图15所示。锂电池保护电路简单工作原理如下：•正常装态M1、M2均导通；•过充电时M2OC脚由高电位转至低电位，电闸关闭，截止充电，实现过充电保护；•充电电流方向P+
P-；•过放电时M1OD脚由高电位转至低电位，电闸关闭，截止充放电，实现过放电保护；•放电电流方向P-
P+；ODOver-Dischargerprotection过放电控制OCOver-Chargerprotection过充电控制P+、、、P-接充电器B+、、、B-接锂电池图15锂电池保护电路锂电池保护ICLayout技巧锂电池保护电路的PCB板是很小的，设计时必须注意：1）MOSFET尽可能接近B-、P-；2）ESD防护电容器尽可能接近P+、P-；3）相邻线间距>0.25mm，通过电流大的线要放宽，地线加宽。图16锂电池保护电路的PCB板图可供设计参考。上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070012 贝岭IC应用文集图16锂电池保护电路的PCB板图参考资料：：：《《《低压差线性稳压器的选用技术《低压差线性稳压器的选用技术》》》颜重光》颜重光http://www.eetchina.com/ART_8800298692_628868_f3dfa91f.HTM《《《手机相机的低压闪光灯驱动电路设计及器件选择指南《手机相机的低压闪光灯驱动电路设计及器件选择指南》》》颜重光》颜重光http://www.eetchina.com/ART_8800350556_617703_8fe3f924.HTM《《《STN-LCD彩屏模块设计》》》颜重光》颜重光http://www.eetchina.com/ART_8800334763_480101_c3cfb4e3.HTM《《《多功能《多功能AAT3680锂电池线性充电控制器》》》颜重光》颜重光http://www.edw.com.cn/show.aspx?id=1932&cid=62《《《TFT-LCD背光设计策略》》》颜重光》颜重光http://www.eepw.com.cn/show.aspx?id=7633&cid=51《《《汽车轮胎压力监视系统的设计思考《汽车轮胎压力监视系统的设计思考》》》颜重光》颜重光http://www.eetchina.com/ART_8800380513_480801.HTM2006-2-15alecyan@belling.com.cnalecyan@sh163.net021-6485456313701600663贝岭便携产品用电源ICICIC请上贝岭网站查阅IC请上贝岭网站查阅。。。。www.belling.com.cn上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070013 贝岭IC应用文集可驱动32个个个LED的的的BL8532上海贝岭股份有限公司颜重光经理颜重光经理///高工/高工摘要：BL8532是适用于LED驱动的PFM控制模式的开关型DC/DC升压恒流芯片，输出电流可恒定在0-500mA，可驱动多达32颗小功率LED。关键词：BL8532LED驱动应用设计要点BL8532是适用于LED驱动的PFM控制模式的开关型DC/DC升压恒流芯片，通过外接电阻调节可使输出电流恒定在0-500mA。BL8532可以通过多个并联或多并两串的方法给多个LED恒流供电。BL8532可驱动多达32颗小功率LED。BL8532电路可驱动2-32颗小功率白光LED，恒流供电稳定性好，具有应用线路简单、效率高的特点。可广泛应用于手机、PMP、DC、GPS、学习机、数码相框等产品LCD屏的背光LED驱动和超薄电子灯箱LED光源的驱动，以及LED枱灯、LED日光灯的光源驱动。LED的工作条件，首先是要有一使其建立正常工作状态的前降电压VF，根据LED的特性VF典型值为3.4V，一般选择为3.2-3.5V，VF不宜太低或太高；其次恒流供电最理想，流过LED的电流大小与LED的发光亮度有关；用于背光的小功率白光LED其工作电流在12-20mA，产品设计时驱动电流一般取18-20mA，太小了光线十分暗淡，太大了既不可能使LED更亮，更易使LED加速衰老，缩短使用寿命。以超薄电子灯箱为例，导光板两侧用BL8532作为LED光源的驱动，一颗BL8532最多可驱动32颗小功率白光LED，采用二串十六并的模式，如图1所示。在该应用电路中，由于反馈电压VIFB是从第一路LED中采样的，为保持各个回路LED电流均衡，需要对LED进行匹配选用，推荐使用VF值相近的LED，并在每个LED支路串接R1-D16的匀流电阻，使各支路的电流大小基本相同，使其工作电流为20mA时的正向压降尽量相等，使各LED的发光亮度基本接近。L1是一个储能较大的电感，因此要选用功率电感器。图2是这个应用案例的BL8532驱动主板的PCB版图，图3是BL8532用二节1.5V碱性电池驱动32颗小功率白光LED实物照片，图4是用这个方案做成的超薄电子灯箱实景照片。超薄电子灯箱正常工作时宜采用AC/DC开关电源（Adaptor），选用VIN=AC100-240V，VOUT=5V/2A的较好。BL8532应用设计要点：1）周边器件选用：肖特基二极管：正向压降0.3V/0.3A，如1N5817、1N5819、1N5822；肖特基二极管对DC/DC的效率影响较大，选用正向导通电压低、反应时间低的肖特基二极管可提高效率5-10%。电感：22-27uH功率电感器（R<0.5Ω）；首先考虑选用升压DC/DC在连续电流模式下能正常工作需要的最小电感值；其次考虑通过电感的电流纹波，当电感值过小时会造成电感上的电流纹波过大，DC/DC效率下降；稍大电感便于电路在更低的输入电压下启动；要使输出端输出较大电流，为提高效率，宜选用较大电感。电感器在此的功能是储存和释放电能。输入电容：47uF；输入电容是为了降低输入端的噪音。输出电容：100uF（钽电容）；选用较大电容值是为了减小输出纹波，在输出电流较大时，电容的等效串联电阻（ESR）是造成纹波的主要因素，因此建议使用ESD低的钽电容。上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070014 贝岭IC应用文集补偿电容：22uF（钽电容）补偿电容是为了消除输出电压和反馈电压上的纹波，实验证明，在恒流应用时，L=22uH、COUT=100uF、C1=22uF时输出电压、输出电流和反馈电压纹波最小，输出的恒流特性最好，效率最高。2）恒流应用模式RC确定：设定恒流输出电流IOUT，则RC=VIFB/IOUT如需要100mA恒流源，选用VIFB=200mV的BL8532芯片，那么RC=200mV/100mA=2Ω（RC即图1中R1）3）BL8532的反馈电压VIFB：BL8532的反馈电压VIFB分100mV、200mV、250mV、300mV、350mV、400mV六档，请在应用电路设计时按需选用。BL8532是一种PFM控制模式的开关型DC/DC升压恒流芯片，近来也被广泛应用于手机应急充电器、电子矿灯、自发电LED手电筒等需要将低电能提升的产品领域。随着消费电子和通信电子等手持电子产品的五花八门的新的应用显现，其应用前景更为宽广。Alec2007-7-4图1BL8532背光驱动电原理图图2BL8532驱动主板PCB版图上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070015 贝岭IC应用文集图3用一节1.5V碱性电池驱动32颗小功率白光LED图4超薄电子灯箱实景alecyan@belling.com.cnalecyan@sh163.net021-6485456313701600663上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070016 贝岭IC应用文集普及型手机LCD背光趋向使用LDO上海贝岭股份有限公司颜重光高工颜重光高工摘要：从技术和市场经济的角度对手机LCD背光LED驱动器的技术演变进行分析，LDO的性价比为在普及型手机LCD背光应用赢得新的机遇。关键词：LED驱动器手机彩色LCD屏背光DC/DCBoostChargePumpConstantLDO全球手机产量由2006年的8亿台增长到2007年的11亿台，增幅达40%，2008年预计将生产15亿台。2007年中国手机出货量将增长21.9%，达5.58亿部，占据全球市场的一半左右。按80%手机采用彩屏计算，2007年手机产品应用的LED驱动IC达6亿颗规模。目前手机彩屏背光应用占LED驱动IC总出货比重的60%。预估未来几年，LED驱动IC在消费性电子产品市场将继续成倍增长，手机彩色LCD屏背光、手机键盘背光、手机相机闪光灯的LED驱动器继续是一个巨大的、不断膨胀的市场。手机LCDLCD背光驱动LCD背光驱动ICICIC演变IC演变手机彩色LCD屏的背光源是LED，因此要选用适合的LED驱动IC。LED工作的主要参数是VF、IF，其它相关的是颜色、波长、发光亮度、发光角度、效率、功耗。VF正向电压是为LED发光建立一个正常的工作状态。IF正向电流是促使LED发光，发光亮度与流过的电流成正比例。LEDVF标称电压：3.4V±0.2。LEDIF工作电流按应用需要选用，LED产品的IF从5-500-1000mA。手机彩色LCD屏的背光一般是使用2-8颗LED灯，它们的驱动用并联或单颗恒流供电的方式居多。自2000年来，手机彩色LCD屏常用LED驱动器有DC/DC开关稳压器（Boost）、电荷泵（ChargePump）、恒流源（Constant）和低压差稳压器（LDO）。手机彩色LCD屏使用的LED驱动器如图1所示。DC/DCBoostChargePumpConstantLDO图1手机彩色LCD屏使用的LED驱动器四种不同的LEDLED驱动器LED驱动器DC/DC开关稳压器是用电感器来储存电能的，而电感器容易发射开关频率，易对射频（RF）发生新的干扰，因此在手机产品中用得较少。电荷泵也是一种开关稳压器，但它是用电容器作电能储能，因而不会发射开关频率，在手机产品中占了最大的份额。LED发光要求IF恒流，恒流源就是针对这个市场而特别设计、生产的，恒流源的价格是电荷泵的50%，因而近年来在普及型手机产品中也占有一定的份额。普及型手机产品苛求成本下降，手机背光驱动单元尚可榨油的就是降低LED驱动器的成本。大多数手机的关机电压设计在电池电压降至3.3V时（图2），因此恒流源就设计成在4.2V-3.3V时恒流输出20-30MmA，3.3V以下输出电流急降。上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070017 贝岭IC应用文集恒流源输入电压与负载电流关系如图3。电荷泵的卖点是效率（η），但大多数电荷泵在4.2V-3.3V时其转换效率并不高，当电池电压降到3.0V-2.5V时它的转换效率能达85-90%，可惜在目前大多数的手机方案中并不能发挥其优势。典型的电荷泵的输入电压与效率关系如图4。图2手机电池实际工作区域图3恒流源输入电压与负载电流关系图4电荷泵的输入电压与效率关系LDO是一个性能很好的低压差稳压器，输出电压稳定，当负载不变时，它流过负载的电流也恒定，基于此原理LDO也是一个很好的LED驱动器。LDO工作在稳压—稳流模式下，使用匀流电阻以获得近似匹配的白光LED亮度，只要根据一只LED的正向电压的变化即可自动调节偏置电压，可改善大批量生产时对LED匹配度的要求，增加宽容度。选用SOT23封装的LDO可提高系统的性价比。LDO可提供较高的电源共模抑制比（PSRR）。LDO的额定输出电流较大，而作LCD背光驱动时仅使用它输出能力的1/5-1/3，冗余较多，其时压差也小，芯片不易发热，无需过多考虑散热问题。因而用300-500mA的LDO来做普及型手机LCD背光驱动器是一种低成本设计的选择（图5）。手机关注成本LDOLDO赢得新的机会LDO赢得新的机会就目前手机用LED驱动IC市场价格而言，一个DC/DC（Boost）的售价是USD0.12-0.15,一个电荷泵的售价是USD0.18-0.25,一个恒流源的售价是0.09-0.12，一个LDO只几分美金，对于降低手机背光驱动单元成本而言，确实颇有吸引力，有一定的降价和利润空间，今年来不少普及型手机都已选用。普及型手机的背光驱动技术趋向简单而力求低成本，是因为背光驱动的成本对生产厂家日显重要，节省下来的是厂家纯利润；大多数手机设计自动关机的电上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070018 贝岭IC应用文集池电压为3.28-3.0V，锂电池电压降至3.28V以下已无实际使用价值；事实上最终用户并不计较细微的背光驱动IC功耗差别，并不太计较电池使用时间的长短，对LCD亮度的细微变化并不敏感，亮度调节实用意义不大。图5用LDO作手机LCD的背光驱动器表1是手机背光驱动芯片真值表，从表中可对手机彩色LCD屏常用LED驱动器如DC/DC开关稳压器（Boost）、电荷泵（ChargePump）、恒流源（Constant）和低压差稳压器（LDO）作一技术性能与市场经济和使用成本的综合评估。从电荷泵、恒流源、低压差稳压器性能/价格比较来看，电荷泵、恒流源、低压差稳压器作背光使用实际效果相差不大；电荷泵、恒流源、低压差稳压器使用效率理论上有差距，但在锂电池电压VLI=4.2～3.0V时实际使用效率相近；低压差稳压器使用时自身功耗较低；低压差稳压器的使用成本较低。LDO的性价比为在普及型手机LCD背光应用赢得新的机遇。因此，用300mALDO来作LED背光驱动已是时下不可言传的暗行技术！普及型手机LCD背光使用LDO做LED的驱动器将是一个新的趋向。BL8563、BL8558是一很好的选择。表1手机背光驱动芯片真值表★功耗与芯片工作模式（PWM/PFM）、输出电压、输出电流和封装的大小有密切关系AlecAlecAlec2007-12-28上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070019 贝岭IC应用文集参考资料：：：低压差线性稳压器的选用技术颜重光http://www.eetchina.com/ART_8800298692_628868_TA_6be9e90a.HTM手机相机的低压闪光灯驱动电路设计及器件选择指南颜重光http://www.cellphone.eetchina.com/ART_8800350556_2000007_TA_1ec71383.HTM可驱动32个个个LED的的的BL8532颜重光http://www.mediaplayer.eetchina.com/ART_8800478494_2200003_TA_7ca8fe1b.HTMLCD显示屏的器件选择和驱动电路设计颜重光http://www.ed-china.com/ART_8800011795_400003_500002_TS_9041a624.HTM便携产品电源芯片的应用技术颜重光http://www.eetchina.com/ART_8800403765_628868.HTMTFT-LCD背光设计策略颜重光http://www.eepw.com.cn/article/7633.htm手机背光驱动技术的新演变颜重光http://www.eetchina.com/ART_8800489847_480701_TA_331346e2.HTMAlecAlecAlecalecyan@belling.com.cnalecyan@sh163.net021-6485456313701600663上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070020 贝岭IC应用文集Alec贝岭手机周边芯片在MTK手机方案中的应用MTK手机方案MT6225+MT6139+MT6318主板A面面面可选用贝岭芯片1）））LDO：：：BL8563-2.82）））AnalogSwitch：：：BL4684BL3210MT6139BL8563-2..8BL4684上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070021 贝岭IC应用文集AlecMTK手机方案MT6225+MT6139+MT6318主板B面面面可选用贝岭芯片1）））LDO：：：BL8563-2.52）））LDO：：：BL8560-1.8/2.63）））AnalogSwitch：：：BL4684LCD4）））TouchPanel：：：BL20465）））Audio：：：BL6212X2BL2046BL8560-1.8/2.6MT6318BL8563-2.5BL5853BL4684BL6212MT6225上海贝岭股份有限公司上海宜山路上海宜山路810810号810号号号868686-86---21212121----64850700648545636485070064854563alecyan@belling.com.cn上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070022 贝岭IC应用文集BL75R06近距离非接触射频识别IC卡芯片上海贝岭股份有限公司颜重光高工颜重光高工关键词：13.56MHz非接触卡无线射频识别技术卡市场摘要：从市场角度分析金卡市场的发展趋势；从技术角度剖析BL75R06的内部结构，分析用其做成的非接触卡的架构和工作原理。近距离的非接触卡的广泛应用使得金卡市场由接触式向近距离的非接触式过渡，预计13.56MHz的RFID近距离的非接触卡市场在今冬和明年将有飞快的增长。无线射频识别技术简称RFID（RadioFrequencyIdentification）是非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和电磁的空间耦合、传播的传输特性，实现对被识物体的自动识别，是一种综合多学科、多技术的应用技术；其关键技术包括：芯片技术、天线技术、无线电收发技术、数据变换与编码技术、电磁传播技术，以及封装、制卡、系统集成等多项技术。13.56MHz非接触卡工作在近场距离内，通过智能卡天线和读卡器天线的电感耦合（一种类似变压器的耦合）的方式从发射天线上获取能量和下行指令，用负载调制（LoadModulation）的方法向读卡器返回数据。13.56MHz的RFID近距离的非接触卡正在越来越多地赢得各种智能卡、消费卡、题材卡的市场，购物卡、校园卡、网吧卡、电话卡、加油卡、停车卡、公交卡、门禁卡等与人已发生亲密接触，成为人们不可缺一的电子钱包和身份识别重要证件。IC卡市场中国2006年IC卡市场总数达44016万张，其中：1）消费卡：15000万2）电话卡：9432万3）网吧卡：7000万4）校园卡：4192万5）门禁卡：3500万6）公交卡：3144万7）加油卡：2096万2007年IC卡的市场增长迅猛。上海贝岭股份有限公司2007年计划销售约1亿颗BL7442LV、BL7448SM、BL75R04SM、BL75R06IC卡芯片，2007年的实际销量将远大于此数。目前贝岭IC卡芯片约占中国市场总需求量的四分之一（图表1）。贝岭公司是一家半导体芯片设计、制造、销售的IDM，贝岭具有芯片设计、流片、测试、切割、Inlay、封装等产业链，因此可有效地控制产品成本。上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070023 贝岭IC应用文集图表1贝岭IC卡芯片约占中国市场总需求量的四分之一BL75R06功能特点2BL75R06SM是一8KbitEPROM的非接触加密存储IC卡芯片，由射频通讯接口、数字2逻辑控制模块（包括安全控制单元）和8KbitEPROM存储器三部分集成在一个Die上组成，图2是BL75R06的内部拓朴结构。BL75R06芯片在应用时直接联接由线圈组成的天线，用来进行无线传输，读写距离10cm。射频通讯接口部分由与天线导入的射频通讯接口、整流、稳压、调制/解调器、上电复位和时钟等部分组成；数字逻辑控制模块由要求应答、防冲突、应用选择、认证和访问控制、2控制和算术单元、RAM、ROM、密码单元等部分组成；EPROM存储器部分由接口和8Kbit2EPROM存储器组成。BL75R06的RF接口符合ISO/IEC14443TypeA，芯片无需电池，接收读卡器发射的能量即能激活，无线回传芯片内的ID号码和所需信息数据；操作距离可达10cm，当然其距离与天线的几何形状和效率有关；工作频率为13.56MHz；数据传输率为106Kbit/s；16位CRC校验、奇偶校验、位编码、位计数等确保传输数据的完整性和可靠性；典型交易时间包括备份管理时间小于100ms。2EPROM存储容量为8Kbit，分成16个扇区，每个扇区分成4块，每块16Bytes；每个存储块的访问条件可由客户自已定义；数据保持时间最少十年；擦写次数最少10万个周期。BL75R06支持ISO14443TypeA射频接口和支持PHILIPS标准读卡器芯片。BL75R06的Die照片如图3。上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070024 贝岭IC应用文集天线射频接口数字逻辑控制8K整流稳压要求应答控制和算术EEPROM单元8K调制/解调器防冲突RAMEEPROM接存储器上电复位应用选择ROM口时钟认证和访问控制密码单元图2BL75R06的内部拓朴结构图3BL75R06的Die照片IC卡的主要架构IC卡的组成主要有采用类似印刷电路板腐蚀成型铜簿环状天线和绑定在其上的裸芯片（Die）（图4），外加卡的两面彩塑封装，成品如图5。IC卡的天线形状和匝数是与天线的工作频率有关，既要有精确的计算，也需要丰富的实践经验积累，以及与芯片的匹配。在原始设计时需要用网络分析仪来验证和调整天线的几何图形及网络匹配。上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070025 贝岭IC应用文集天线芯片图4卡内的天线与芯片图5成品IC卡IC卡芯片的安全体系为了提供高安全等级，BL75R06采用了根据ISO/IECDIS9798-2协议的三重相互认证体制：1）读卡器先确定要访问的扇区，然后选择密钥A（KeyA）或密钥B（KeyB）；2）第一重是卡从扇区的Trailer块读出密钥和访问条件，发送一个随机数给读卡器；3）第二重是读卡器用密钥和附加的输入计算卡的响应，然后发送一个响应和另一个随机数给卡；4）第三重是卡验证读卡器的响应，然后再计算一个响应给读卡器；5）读卡器再验证卡的响应；走完以上步骤，再发送第一个随机数后，卡和读卡器的通讯就都是加密的了。上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070026 贝岭IC应用文集通讯工作原理BL75R06芯片通过天线与读卡器进行交互，由读卡器发送命令，通过BL75R06内部的数字逻辑控制模块根据要访问的相应扇区的访问控制条件来决定命令的可操作性，并发送相应的信息或数据。读卡器向工作区射频场内所有的卡发送请求响应的命令，智能卡在上电后，根据ISO/IEC14443A协议的ATQA，可以响应请求命令。在防冲突循环过程中，读卡器读出卡的ID序列号，如读卡器在其工作范围内有几张卡时，可通过唯一的卡ID序列号来识别，并选中其中一张卡做为下一步操作的对象，没被选中的卡返回到待命模式，等待下一个请求命令。读卡器发出选卡命令后，选中一张卡来认证和对相关存储器进行操作，卡返回ATS代码，该代码表示被选中卡的类型。卡选中后，读卡器根据要访问的存储器位置，采用响应的密匙来进行三重相互认证过程，认证通过后，对存储器的操作都是加密的。在认证通过后即进行读块、写块、加、减、恢复、转移、终止的操作。加是将块中的内容加上一个值，并把结果保存到一个临时的数据寄存器中；减是将块中的内容减去一个值，并把结果保存到一个临时的数据寄存器中；恢复是将块中内容移到临时的数据寄存器中；转移是将临时寄存器中的内容写到指定的值块中。读卡器和智能卡的无线通讯数据完整性是采用信息块的16位CRC和对每个字节带一个奇偶校验位来保证数据传输的可靠性的。读卡器和智能卡通讯工作交易流程如图6。图6读卡器和智能卡通讯工作交易流程图存储器结构21024x8bit的EPROM存储器由16个扇区构成，每个扇区有四块，每块包含16Bytes。2在擦状态，EPROM单元读出逻辑“0”；在写状态，读出逻辑“1”。第一扇区的第一个数据上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070027 贝岭IC应用文集块，包含IC制造商的数据，出于安全和系统的需要，当IC制造商在生产过程中编程之后，即予写保护。其余扇区的16Bytes块均用于储存数据，数据块可以通过存取途经bits进行配置，读/写块用于非接触通行控制，数值块可用于电子钱包金额存取，如给予存钱或取钱的2附加命令。任何存储器操作之前，认证命令必定先行，以确保安全。1024x8bit的EPROM存储器具有灵活的按区读写和数据锁定功能。参考文献BL75R06DataSheetAlec2007-10-8alecyan@belling.com.cnalecyan@sh163.net021-6485456313701600663上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070028 贝岭IC应用文集新型低成本电能表的设计方案上海贝岭技术支持：张信红（chent）摘要：本文介绍的是一款应用内置晶振的新型计量IC设计的低成本电能表，其性能完全可以满足1级表的设计要求，在国内电表市场竞争日益激烈的今天，不愧为电表企业节约成本的首要选择。关键词：低成本、低功耗、内置晶振、BL0930从1875年世界上第一座用于弧光灯的发电厂在法国巴黎冯火车站建成以来，已经过去了一个多世纪。英国商人于1882年在中国开办了上海电光公司，在1882年7月26日正式发电以来，电表就开始应用于各场合。电表经过一个多世纪的发展，特别是20世纪末和21世纪初，已经遍布地球各个角落。并且已开始从机械式电表向电子式电表转变。近几年，我国电表市场正在逐步扩大，占全球市场的近40%。由于电子式电表具有生产工艺简单、准确度高、误差曲线平直、性能稳定可靠、自身损耗低、功能容易扩展等优点，无论从质量上还是技术上都已走上了成熟，各种类型的电子式电能表、卡式预付费电子式电能表、复费率电子式电能表、电子式多功能电能表逐步被用户接受，正在成为主要产品。电子式电表在2004年已经占整个国内电表市场的42%，而且这个比例还在逐年呈现上升趋势。但是，随着电子式电表的技术和市场的不断成熟，竞争将越来越激烈，对电表成本的要求越来越高。不管是电表生产企业还是前端元器件的生产企业，都在为降低成本而绞尽脑汁。而电表计量IC是电能表中非常关键的器件，计量IC的成本关系着整个电能表成本的高低。在此，我们推出一种新型低成本电能表的设计方案。本方案使用上海贝岭股份有限公司新推出的内置晶振单相电能计量芯片BL0930。（图1是BL0930的管脚图）VDD116F1V2P215F2V2N314CFV1N413NCBL0930V1P512REVPGND611GVREF710S0SCF89S1图1BL0930的管脚图BL0930作为电子式电能表的核心计量芯片，它在设计上采用了过采样和数字信号处理技术，从而大大提高了芯片的测量精度，在输入动态范围（500：1）内，非线性测量误差小于0.1%。同时，在A/D转换后的数据均由数字电路进行运算和处理，保证了芯片的长期稳定性。BL0930对正、反向有功功率均可进行测量，并且可转换成正向有功功率的脉冲输出，上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070029 贝岭IC应用文集同时可以输出指示反向用电情况，具有较强的防窃电能力。该芯片采用高频和低频两种脉冲输出，既可用于校验和MCU处理，又可直接推动计度器进行电量累积。另外，该芯片采用0.35µmCMOS工艺技术，功耗极低，只有15mW。尤其是BL0930芯片内置晶振，封装为SOP16。其外围电路很少、设计方便、结构简单、成本低，在电表市场竞争日益激烈的现在，是电表企业的很不错的选择。根据IEC61036:2000《1级和2级静止式交流有功电能表》和GB17215-2002《1级和2级静止式交流有功电能表》的要求，我们可以采用BL0930设计出符合1级表要求的电能表电路。表1GB17215-2002的精度要求各等级仪表百分数误差极限电流值（分流器接入）功率因数1级2级0.05Ib£I<0.1Ib1±1.5±2.50.1Ib£I£Imax1±1.0±2.00.1Ib£I<0.2Ib0.5感性±1.5±2.50.2Ib£I£Imax0.5感性±1.0±2.0设计输入：输入电压=220VACImax=30A，Ib=5A计度器=400imp/kWh仪表常数=3200imp/kWh分流器阻值=500µΩ工作模式（SCF、S1、S0）=0、1、0系统增益=16，即±41mV。输入电压的衰减是通过简单的九级电阻分压网络来实现的，该衰减网络应该允许至少有±30%的校验范围。而分压网络的-3dB频率是由两个并联的电阻和电容来实现的，根据f=1-3dB2(pR10×C)8计算和通道1与通道2的匹配，我们选定R10=1KΩ、C8=33nF。通过9级的电阻分压网络，在进行精度校验时，从R5至R13进行分级调整；到最后一级R13时，精度可以调整0.05%。另外，有一点要注意的是在最后一级与芯片引脚V1P之间放置一个阻值较大的电阻，以减少调试过程中，电烙铁对芯片的直接影响。电流通道的设计：考虑通道平衡和分流器寄生电感的影响，采用简单的RC滤波器设计，f=1f=1-3dB2(pR1×C)1-3dB2(pR2×C)2即R1=R2=1KΩ，C1=C2=33nF，同样满足，。电源电路设计是采用阻容分压网络（即C7和R6）组成简单的低成本电源方案。C7是一种耐压达到275VAC的金属聚酯薄膜电容器，容量为470µF，R6为3W470Ω的金属氧化膜电阻。为了减少计度器输出对电源的影响，在F1、F2输出端接两个电容（即C9和C10）对地。另外，校验检测则采用常规的光耦隔离方式。（图2是电路设计原理图）上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070030 贝岭IC应用文集U3U1-1VinVoutND2GNDR6C13D3C7C5C7BL0930116VDDF1P1C6R1515I+V1PF2P2414I-V1NCFBL0930R2313R11C9C10V2NNCC14GC1C2SR22212V2PREVPU2611GNDGS-R23710VREFS0S+89SCFS1D1R17R13R18R10R20C19C8BL0930NC3R3C16R21R19R16U1-1R12R15R14R9R4R5R7R8图2电路设计原理图在设计PCB时，既要考虑对传导或辐射电磁干扰的敏感性又要考虑模拟信号的性能。要保证在较宽的动态范围内精度正常，减小电子噪声的影响，必须对噪声和电磁干扰敏感的部分电路进行隔离。同时，要考虑抗电磁干扰和抗静电放电设计。所以PCB应为FR-4的环氧树脂玻璃纤维板，采用双面走线，模拟部分和高压部分左右隔离，并在光耦处开槽隔离。图3—图6是PCB设计的各个层面图。图3PCB顶层布线图图4PCB底层布线图上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070031 贝岭IC应用文集图5PCB顶层丝印图图6PCB底层丝印图以下我总结的四点PCB设计的心得：IN12脚Revp在不外接其它电路时，应让其浮空。PIN1脚Vdd和PIN7脚Vref的外接电容，应尽可能地靠近管脚。电流采样VIP和VIN的外接电路参数应尽量平衡，走线应保持平行，并尽可能短，以减少外界的干扰。PCB的模拟铺地应尽可能大，同时保证铺地间隔应不小于0.4mm。图7PCB实物图上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070032 贝岭IC应用文集表2BL0930设计的BOM表序号类别规格封装数量代号备注1贴片电容08051C19调整用2贴片电容4700PF08052C10C93贴片电容22nF08051C14贴片电容33nF08053C8C2C145贴片电容0.1uF08054C6C5C13C166贴片电阻208051R197贴片电阻56008051R118贴片电阻2.4K08051R139贴片电阻1K08055R10R22R21R1R210贴片电阻4.7K08051R1711贴片电阻9.1K08051R1612贴片电阻18K08051R1513贴片电阻36K08051R1414贴片电阻75K08051R915贴片电阻150K08051R816贴片电阻300K08052R7R1817贴片电阻620K08051R518贴片电阻1M08053R12R3R419贴片电阻3M08051R2020电解电容470uF/10VC-101C1721电解电容10uF/50VC-52C3C15C3可不用22安规电容470nF/275VC-26101C723功率电阻470/2WR0120H1R624压敏电阻GNR14D681KYM20D1R2325LEDLED1D126二极管IN4007DIODE1D227稳压管8.2VDW1D328ICBL6505SO-16-L1U129光耦NEC2501DIP41U230稳压器78L05TO-92A1U331PCBBL0930DV1.0061229144电表样品调试和设计验证完全可以达到原设计要求。样品调试数据见表3。上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070033 贝岭IC应用文集表3样品调试数据样品号样品1样品2样品3样品4样品5Ib0.5LIb0.5LIb0.5LIb0.5LIb0.5L100%Ib00.0530.106-0.053-0.053-0.2120.0530.0530010%Ib-0.106-0.159-0.033-0.371-0.265-0.5830.1060.212-0.2-0.5035%Ib-0.053-0.212-0.5830.16-0.3185%-100%-0.053-0.212-0.318-0.318-0.53-0.3710.1070.159-0.318-0.503说明：参数比较中Ib表示为5%-100%，0.5L表示为10%-100%从以上的设计可以看出，电表性能完全能够达到设计标准。整体电路元器件较少，结构简单，设计方便，整个PCB大小可以控制在3cm×9cm，总体元器件最多43个，成本很低，并且能够适用于各种类型的1级和2级表的设计。参考文献GB17215-20021级和2级静止式交流有功电能表内置晶振单相电能计量芯片BL0930_datasheet2007-3-20chent@belling.com.cn021-64850700-38013761263949上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070034 贝岭IC应用文集BL55066通用LCD驱动与控制电路应用指南上海贝岭股份有限公司技术支持部技术支持部李李李李清清清清BL55066是一款通用型液晶控制和驱动单芯片，具有4背极和24段极共96位元的输出能力，适用于常用低占空比的字符/图形式液晶屏幕。BL55066具有兼容多数单片机系统的双向二线式串行总线通讯接口，可以级联使用，其显示RAM具备自动地址增量功能，可以方便的进行显示数据刷新，其独特的设计使其功耗比同类产品低15%至40%，可广泛应用于电能表、水表、汽表或其他以电池供电的仪表、玩具、学习机、手持仪表及其它各类低功耗便携仪表。一一一、一、、、典型应用线路典型应用线路图11）Rph为阻值10KΩ的上拉电阻，如MCUI/O口有内置上拉电阻则可省略。2）常规应用时12脚OSC接地，选择内部RC振荡时钟。3）单片应用时可将A0、A1、A2、SA0全部接地。多片应用时根据SA0接“1”或“0”可分别产生两个I2C从地址“7E”或“7C”，每个从地址下根据A0、A1和A2所接电平又最多可串接8片BL55066。4.Vdd与Vlcd之间的压差即液晶屏工作电压，液晶屏与芯片的工作电压相同时Vlcd可直接接地（Vss），也可通过一数千欧姆接地以调节液晶显示对比度。例1：芯片工作电压为5V，液晶屏工作电压3V，则Vlcd=2V例2：芯片工作电压为3V，液晶屏工作电压5V，则Vlcd=-2V5.当Vlcd不接地时，推荐采用独立电源供电。但由于流出Vlcd脚的电流仅为约10μA，所以当液晶屏工作电压小于Vdd时，通常节省成本的做法是通过Vdd和Vss之间串联的两个数千欧电阻分压取得Vlcd，此时Vlcd端需要接一个到地的0.1u去耦电容。6.第8脚SYNC为同步信号输入，第9脚CLK为时钟输入或输出，它们都是多片级联使用时才用到，单片BL55066应用时可不去理会，悬空即可。上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070035 贝岭IC应用文集二二二、二、、、控制命令说明控制命令说明1）BL55066与单片机通过I2C接口进行通信，根据I2C协议规范，数据传输以“S”位为起始条件，以“P”位为结束条件，见图2。图22）BL55066是I2C总线从接收器，它不会主动向I2C主控器发送数据，其唯一发送的是每接收完8个比特后的第9位确认位（见图3），亦即在第9个SCL脉冲到来前将SDA拉低。图33）要在液晶屏上显示数据，MCU首先必须对BL55066进行初始化，具体过程为首先发送“S”条件，然后发送BL55066的I2C从地址“7C”（假定SA0=“0”），此后BL55066便开始接收初始化指令和数据。4）BL55066共有4条控制命令，具体见有关数据页，根据“C”位为“1”或“0”可连续或单独发出。5）建议的初始化命令串顺序为：“方式设定”
“闪烁控制”
“器件选择”
“数据指针”，之后便可开始以byte为单位传送显示数据。假定液晶屏为4背极1/3偏压，BL55066工作于正常功耗模式，闪烁控制关闭，则发送的初始化命令依次为：0x7C；从地址0xC8；方式设定0xF0；闪烁控制0xE0；器件选择，假定A0、A1、A2、SA0管脚全部接地上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070036 贝岭IC应用文集0x00；数据指针，假定从地址00开始写入，因为是最后一条命令，MSB为“0”，此命令后直接开始传送显示数。6）虽然初始化后再刷新显示数据时只需发送“器件选择”、“数据指针”＋显示数据，但为提高抗干扰能力建议每次刷新显示数据都加入“方式设定”命令。三三三、三、、、单片机编程注意事项单片机编程注意事项1)MCUI/O端口模拟I2C接口I2C是双向总线，标准器件（比如BL55066）都是以漏极或集电极开路形式接入的，总线上的高电平是由上拉电阻或上拉电流源产生的。当MCU以通用I/O口接入时必须注意不能直接将端口设为输出并置“1”来输出高电平，否则当其他器件试图拉低总线时会产生很大的灌电流（数mA），不利于数据传输可靠进行。图4是某表计SCL线上的波形，其高电平由I/O口直接置“1”产生，由于其第9位ACK脉冲过窄，造成BL55066有时判别传输速度过图4快而将SCL总线拉低，通知MCU数据传输过快，这就是所谓的“I2C时钟同步特性”。那些低的SCL脉就是由BL55066拉低的，由于BL55066的陷电流仅为数mA，无法完全吸收I/O口的灌电流，所以并未将SCL拉到“0”电平，这实际上已经是很严重逻辑冲突了。所以推荐的MCU模拟I2C端口方法是，输出“1”：I/O口设为输入，由上拉电阻产生高电平；输出“0”：I/O端口设为输出，置“0”，直接输出低电平。2）））通讯速度）通讯速度BL55066是标准I2C器件，常规耗电模式下其通讯速度可达100k比特/秒，其时序参见图5，I2C规范规定SCL高电平宽度tHIGH最小不小于4μS，低电平宽度tLOW最小不小于4.7μS。必须注意在节电模式下，由于内部RC振荡频率降到22.7KHz左右，BL55066虽可以全速接收数条控制命令，但如果全部显示数据仍以100Kbps传输，BL55066内部会来不及处理而造成显示数据丢失。解决方法一是刷新显示数据前先将BL55066设为常规耗电模式，再传送显示数据，完成后再设回节电模式。解决方法二是在节电模式下将通讯速度降为40Kbps左右，从编程角度考虑，解决方法一比较容易实现。用户在用BL55066直接替换HL6024时尤其必须注意节电模式下数据传输速度，因为HL6024功耗比较大，所以通常上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070037 贝岭IC应用文集图5必须工作在节电模式下，由于它是400Kbps的快速I2C器件，节电模式下仍能快速（比如70Kbps）接收显示数据，如果相关MCU程序未经修改直接应用到BL55066，往往会造成显示乱码。解决方法是干脆不用节电模式，因为BL55066常规耗电模式几乎比HL6024节电模式功耗还小，或采用上面提到的方法即先从节电模式退出进常规模式，显示数据刷新完后再进节电模式。四四四、四、、、如何提高如何提高BL55066EMC电磁兼容能力BL55066的上电复位电压约在1.2V左右，亦即供电电压低于1.2V时显示RAM、工作方式控制寄存器均会复位。采用BL55066液晶驱动IC的电能表等仪表在进行群脉冲以及静电接触、空气放电测试时，由于强干扰产生的Vdd电压跌落以及从液晶屏偶合进的干扰信号，会发生显示闪动，无显示等现象。解决方法是加强电源滤波，增强屏蔽，增强I2C总线抗干扰能力等等，具体方法因涉及到仪表整体设计，不能一一列举，以下几条仅供参考。1.通过一个数百Ω电阻向BL55066的Vdd供电，电阻放置尽量靠近Vdd管脚，Vdd管脚处另加一个0.1u滤波电容。2.如果MCU的I/O管脚充裕，可用其直接给BL55066供电，或用其控制BL55066的供电电路，这样可方便地关断BL55066的供电以进行硬复位。3.通向BL55066的SCL、SDA线中各串一10ohm电阻。4.在4个COM端各接一个1nF的电容到地。2007liqing@belling.com.cn021-64850700-36513764621827上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070038 贝岭IC应用文集BL55076通用LCD驱动与控制电路应用指南上海贝岭股份有限公司技术支持部技术支持部李李李李清清清清BL55076是一款通用型液晶控制和驱动单芯片，具有4背极和40段极共160位元的输出能力，适用于常用低占空比的字符/图形式液晶屏幕。BL55076具有兼容多数单片机系统的双向二线式串行总线通讯接口，可以级联使用，其显示RAM具备自动地址增量功能，可以方便的进行显示数据刷新，可广泛应用于电能表、水表、汽表或其他以电池供电的仪表、玩具、学习机、手持仪表及其它各类低功耗便携仪表。一一一、一、、、典型应用线路典型应用线路图11）Rph为阻值10KΩ的上拉电阻，如MCUI/O口有内置上拉电阻则可省略。2）常规应用时15脚OSC接地，选择内部RC振荡时钟。3）单片应用时可将A0、A1、A2、SA0全部接地。多片应用时根据SA0接“1”或“0”可分别产生两个I2C从地址“70”或“72”，每个从地址下根据A0、A1和A2所接电平又最多可串接8片BL55076。4）Vdd与Vlcd之间的压差即液晶屏工作电压，液晶屏与芯片的工作电压相同时Vlcd可直接接地（Vss），也可通过一数千欧姆接地以调节液晶显示对比度。例1：芯片工作电压为5V，液晶屏工作电压3V，则Vlcd=2V例2：芯片工作电压为3V，液晶屏工作电压5V，则Vlcd=-2V5）当Vlcd不接地时，推荐采用独立电源供电。但由于流出Vlcd脚的电流仅为约10μA，所以当液晶屏工作电压小于Vdd时，通常节省成本的做法是通过Vdd和Vss之间串联的两个数千欧电阻分压取得Vlcd，此时Vlcd端需要接一个到地的0.1u去耦电容。6）第12脚SYNC为同步信号输入，第13脚CLK为时钟输入或输出，它们都是多片级联使用时才用到，单片BL55076应用时可不去理会，悬空即可。二二二、二、、、控制命令说明控制命令说明1）BL55076与单片机通过I2C接口进行通信，根据I2C协议规范，数据传输以“S”位为起始条件，以“P”位为结束条件，见图2。上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070039 贝岭IC应用文集图22）BL55076是I2C总线从接收器，它不会主动向I2C主控器发送数据，其唯一发送的是每接收完8个比特后的第9位确认位（见图3），亦即在第9个SCL脉冲到来前将SDA拉低。图33）要在液晶屏上显示数据，MCU首先必须对BL55076进行初始化，具体过程为首先发送“S”条件，然后发送BL55076的I2C从地址“70”（假定SA0=“0”），此后BL55076便开始接收初始化指令和数据。4）BL55076共有4条控制命令，具体见有关数据页，根据“C”位为“1”或“0”可连续或单独发出。5）建议的初始化命令串顺序为：“方式设定”
“闪烁控制”
“器件选择”
“数据指针”，之后便可开始以byte为单位传送显示数据。假定液晶屏为4背极1/3偏压，BL55076工作于正常功耗模式，闪烁控制关闭，则发送的初始化命令依次为：0x70；从地址0xC8；方式设定0xF0；闪烁控制0xE0；器件选择，假定A0、A1、A2、SA0管脚全部接地0x00；数据指针，假定从地址00开始写入，因为是最后一条命令，MSB为“0”，此命令后直接开始传送显示数据。6）虽然初始化后再刷新显示数据时只需发送“器件选择”、“数据指针”＋显示数据，但为提高抗干扰能力建议每次刷新显示数据都加入“方式设定”命令。上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070040 贝岭IC应用文集三三三、三、、、单片机编程注意事项单片机编程注意事项1）））MCUI/O端口模拟I2C接口I2C是双向总线，标准器件（比如BL55076）都是以漏极或集电极开路形式接入的，总线上的高电平是由上拉电阻或上拉电流源产生的。当MCU以通用I/O口接入时必须注意不宜直接将端口设为输出并置“1”来输出高电平，否则当其他器件试图拉低总线时会产生很大的灌电流，不利于数据传输可靠进行。虽然正常情况下只有MCU会在SCL线上发送时钟，但如果MCU发出的时钟脉冲过窄时，BL55076会判别传输速度过快而将SCL总线拉低，通知MCU数据传输过快，这就是所谓的“I2C时钟同步特性”。这时如果SCL高电平是由MCUI/O端口置“1”产生，就会产生严重逻辑冲突，从而在MCUI/O口上产生数mA的灌电流同时也在BL55076的SCL端流入数mA的陷电流，对器件可靠工作大为不利。所以推荐的MCU通用I/O端口模拟I2C端口的方法是：输出“1”：I/O口设为输入，由上拉电阻产生高电平输出“0”：I/O端口设为输出，置“0”，直接输出低电平2）））通讯速度）通讯速度BL55076是标准I2C器件，常规耗电模式下其通讯速度可达100k比特/秒，其时序参见图4，I2C规范规定SCL高电平宽度tHIGH最小不小于4μS，低电平宽度tLOW最小不小于4.7μS。必须注意在节电模式下，由于内部RC振荡频率降到22.7KHz左右，BL55076虽可以全速接收数条控制命令，但如果全部显示数据仍以100Kbps传输，BL55076内部会来不及处理而造成显示数据丢失。解决方法一是刷新显示数据前先将BL55076设为常规耗电模式，再传送显示数据，完成后再设回节电模式。解决方法二是在节电模式下将通讯速度降为40Kbps左右，从编程角度考虑，解决方法一比较容易实现。用户在用BL55076直接替换HL9576时尤其必须注意节电模式下数据传输速度，因为HL9576常规模式下功耗比较大，所以通常必须工作在节电模式下，由于它是400Kbps的快速I2C器件，节电模式下仍能快速（比如70Kbps）接收显示数据，如果相关MCU程序未经修改图4直接应用到BL55076，往往会造成显示乱码。解决方法是先从节电模式退出进入常规模式，显示数据刷新完后再退回节电模式。上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070041 贝岭IC应用文集四四四、四、、、如何提高如何提高BL55076EMC电磁兼容能力BL55076的上电复位电压约在1.2V左右，亦即供电电压低于1.2V时显示RAM、工作方式控制寄存器均会复位。采用BL55076液晶驱动IC的电能表等仪表在进行群脉冲以及静电接触、空气放电测试时，由于强干扰产生的Vdd电压跌落以及从液晶屏偶合进的干扰信号，会发生显示闪动，无显示等现象。解决方法是加强电源滤波，增强屏蔽，增强I2C总线抗干扰能力等等，具体方法因涉及到仪表整体设计，不能一一列举，以下几条仅供参考。1）通过一个数百Ω电阻向BL55076的Vdd供电，电阻放置尽量靠近Vdd管脚，Vdd管脚处另加一个0.1u滤波电容。2）如果MCU的I/O管脚充裕，可用其直接给BL55076供电，或用其控制BL55076的供电电路，这样可方便地关断BL55076的供电以进行硬复位。3）通向BL55076的SCL、SDA线中各串一10ohm电阻。4）在4个COM端各接一个1nF的电容到地。2007liqing@belling.com.cn021-64850700-36513764621827上海贝岭股份有限公司上海市宜山路810号电话：021-6485070042