MPQ3367で最適化されたバックライトディスプレイ設計

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はじめに

スマートコックピットは、ドライバーにとってインテリジェントで便利、そして安全な自動車環境に不可欠です。新興のエネルギー企業や老舗の自動車ブランドは同様に、最先端のスマートコックピットを革新するための投資を増やしています。この需要に応えるために、MPSはカーエレクトロニクスの未来に沿って改善された電力管理ソリューションを導入し続けています。

車載エンタテインメントシステム、LCDメータ、ヘッドアップディスプレイ (HUD)、デジタルディスプレイのバックミラー、アンビエントライトなど、多くの自動車機能には、信頼性が高く安定したバックライトドライバチップが必要です。本稿では、MPQ3367、バックライトディスプレイ設計用に6チャンネルの電流源を備えたステップアップコンバータについて説明します。MPQ3367は 現在、主要な自動車会社で大量生産され、使用されています。

図1は、MPQ3367の代表的なアプリケーションブロック図を示します。

図1 : MPQ3367の代表的なアプリケーション回路

利用可能な調光モード

MPQ3367アナログ調光、パルス幅変調 (PWM) 調光、および混合調光の3つの調光モードをサポートします。出力電流を調整するには (I_OUT)、デバイスはPWM信号入力制御を使用して、バックライトの明るさを調整します。

アナログ調光

チップ内部に統合されたカウンタを使用して、外部入力PWM信号のデューテ (D_DIM) を計算します。単一出力電流は、 I_SET x D_DIMで計算できます。ここで、I_SETは、I_SETピンに設定された単一の最大電流を表します。アナログ調光モードでは、I_OUTは連続波形であり、PWM調光モードと比較してEMI性能が向上していることを示しています。

PWM調光

アナログ調光モードとは異なり、各チャネルの単一出力電流振幅はPWM調光モードで固定されています。I_OUTは、入力PWMと同じデューティ比の波形に分割されます。PWMのデューティオン比を調整することにより、平均I_OUTは、1 : 15000の解像度で正確に制御できます。

混合調光

混合調光は、PWMデューティ比が低い場合はPWM調光を使用し、デューティ比が高い場合はアナログ調光を使用します。図2に混合調光の方法を示します。

図2: MPQ3367のハイブリッド調光

このモードは、MPQ3367の調光精度が、低い輝度の低電流出力に対して十分に高いことを保証します。また、混合調光は、高輝度での大電流出力時のホイッスリングなどの異常を防ぎます。

オプションの周波数スペクトラム拡散

ますます厳しくなるEMC要件に直面して、電源は優れたEMC性能を備える必要があります。MPQ3367は、オプションの周波数スペクトラム拡散機能をもっており、スイッチングパルスエネルギーを分散させ、厳格なEMC試験に合格しやすくします。MPQ3367はClass5のEMC試験に合格します。

図3は、MPQ3367のEMC伝導エミッション (CE) 試験結果を示します。

図3 : MPQ3367のEMC伝導エミッション (CE) 試験

図4は、デバイスのEMC放射エミッション (RE) 試験結果を示しています。

図4 : MPQ3367のEMC放射エミッション (RE) 試験

高効率

MPQ3367チップ内に低オン抵抗MOSFETを統合しており、チップの熱を低減するために非常に高い効率が必要です。

図5は、8V、12V、および15Vの入力電圧で効率が約95％に達する可能性があることを示しています。

図5 : MPQ3367の効率曲線

表1は、MPQ3367の効率試験データを示しています。入力電圧 (V_IN) は、約12Vで、ピークの効率上昇率に達しています。

表1 : MPQ3367の効率試験データ

MPQ3367のその他の主な機能

MPQ3367は、以下に述べる追加機能を提供します

• カーバッテリの12V直接電源に適合する3.5V〜36VのV_IN範囲
• 最大150mAのI_OUTで、6チャンネルをサポート
• 最大45Vのバックライト出力電圧をサポートする統合された100mΩ、50V MOSFET
• 最大2.2MHzの調整可能なスイッチング周波数 (f_SW)
• 高い調光分解能 (PWM調光モードは15000 : 1の調光比に達することができる)
• オプションI²C通信、故障表示、動作モード選択
• 過電流保護 (OCP)、過電圧保護 (OVP)、過熱保護 (OTP)、LEDショートおよびオープン保護などの堅牢で信頼性の高い保護機能
• QFN-24 (4mm x 4mm) およびTSSOP-28パッケージで利用可能
• AEC-Q 100 グレード1で利用可能

アプリケーションに関しては、MPQ3367は、スマートコックピット用の8インチから15インチのスクリーンと互換性があります。すべての主流画面に適応できる6つの出力チャネルを提供します。

結論

最適なバックライトディスプレイの設計は、スマートコックピット用のさまざまな自動車機能に電力を供給するために重要です。本稿では、MPQ3367の利用可能な調光モードは、出力電流、EMC性能のための周波数スペクトラム拡散、および統合された低オン抵抗MOSFETによる高効率を調整します。MPSの主要なバックライトチップの1つとして、MPQ3367は、充分に機能し、高く統合された、高出力のソリューションを効果的に実現します。

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