本應(yīng)用筆記展示了用于小型低輸入電壓或電池供電系統(tǒng)的CMOS升壓DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器如何為液晶顯示器（LCD）產(chǎn)生輔助偏置。

圖1所示電路產(chǎn)生尋呼機(jī)和其他具有小型圖形液晶顯示器的便攜式儀器通常需要的兩個(gè)電源電壓：3mA時(shí)的3.100V穩(wěn)壓輸出和適合用作LCD偏置電壓的穩(wěn)壓負(fù)輸出。整體效率約為80%。

圖1.該電路建立穩(wěn)壓V電壓抄送（3.3V 或 5V） 和一個(gè)穩(wěn)定的負(fù) LCD 偏置電壓 （在本例中為 -8V）。

3.3V主電源由標(biāo)準(zhǔn)配置下的升壓轉(zhuǎn)換器（IC1）提供。輔助偏置電壓由一個(gè)額外的反激繞組（T1次級(jí)）提供，并通過Q1和IC1內(nèi)部的低電池電量檢測(cè)器進(jìn)行調(diào)節(jié)。

當(dāng)電池放電時(shí)，其端電壓下降會(huì)導(dǎo)致反激繞組中感應(yīng)的電壓下降。在最小電池電壓 （0.8V） 下，T1 初級(jí)器件的電壓為 3.3V - 0.8V = 2.5V;因此，6：1 匝數(shù)比在次級(jí)端產(chǎn)生 6 × 2.5 = 15V。在最大電池電壓（1.65V）下，初級(jí)僅看到1.65V，在次級(jí)中產(chǎn)生9.9V。MOSFET Q1 通過中斷次級(jí)電流來穩(wěn)定此輸出，引入產(chǎn)生恒定（因此有用的）負(fù)輸出所需的調(diào)節(jié)。

穩(wěn)壓器采用IC1的低電池電量檢測(cè)器（比較器/基準(zhǔn)電壓源組合）作為Q1的開/關(guān)控制器。通常，輸入 （LBI） 監(jiān)視正電池電壓，并在 LBI 降至 1.25V 以下時(shí)將輸出 （LBO） 驅(qū)動(dòng)為低電平。在該電路中，R1/R2分壓器將LBI保持在V之間按（通常為3.3V）和LCD偏置輸出（通常為-8V）。選擇R1和R2值時(shí)，當(dāng)LCD偏置變得太負(fù)時(shí)，LBO關(guān)閉Q1（并將LBI電壓拉至1.25V以下）。然后，負(fù)載電流導(dǎo)致LCD偏置向上漂移（朝0V），直到LBI超過1.25V，從而導(dǎo)致Q1再次導(dǎo)通。

偏置輸出在其標(biāo)稱值之上和下方偏移，產(chǎn)生紋波電壓，其頻率取決于輸出濾波電容的大小、輸出負(fù)載和IC1低電池比較器中的遲滯。對(duì)于所示電路，該頻率約為150Hz，遲滯（約25mV）主導(dǎo)紋波幅度。乘以R1/R2比，遲滯產(chǎn)生約8mV的紋波幅度（對(duì)于-1V/100mA輸出）。由于紋波對(duì)于該遲滯轉(zhuǎn)換器的工作至關(guān)重要，因此無法直接降低紋波。大多數(shù)LCD對(duì)偏置紋波非常寬容。否則，通過在負(fù)輸出端增加RC網(wǎng)絡(luò)或線性穩(wěn)壓器，可以將紋波降至最低。

LCD ON端子上的邏輯信號(hào)提供了一種使能和禁用負(fù)輸出的方法。該信號(hào)電壓還設(shè)置反饋電平，因此應(yīng)具有完整的CMOS擺幅。此外，您可以在 LCD ON 時(shí)施加可變電壓以使輸出可變。低于 1.25V 的電壓關(guān)閉輸出，大于 1.25V 的電壓以 -R1/R2 （V 的斜率改變輸出按- 1.25V），失調(diào)為1.25V。這種可變輸入由低功耗數(shù)模轉(zhuǎn)換器或微控制器濾波的脈寬調(diào)制器輸出產(chǎn)生，可以根據(jù)溫度或觀察條件的變化改變LCD對(duì)比度。（參見圖1中的輸出電壓公式。

通過將IC3上的3//5端子接地，主電壓可以從3.5V更改為1V。在這種情況下，匝數(shù)比也應(yīng)降低到3：1，因?yàn)樽罡唠姵仉妷簩⒃赥3初級(jí)中感應(yīng)35.1V。然后調(diào)整R1和R2值以獲得所需的負(fù)輸出電平。

審核編輯：郭婷