Zasilanie wyświetlacza LCD

[fafaldo]

Cześć wszystkim, to mój pierwszy post na forum więc miło mi wszystkich poznać 🙂

Pracuję ostatnio nad nowym projektem, w którym mam zamiar podłączyć do ESP32 wyświetlacz LCD. Jako że chciałbym wszystko zrobić na jednej płytce, rozważam wykonanie własnego sterownika do wyświetlacza. Zakupiony przeze mnie LCD ma taśmę z interfejsem RGB, mogę go więc podłączyć i obsłużyć bezpośrednio z ESP. Mam jednak zagwozdkę dotyczącą zasilania wyświetlacza i stąd pytanie o radę do Was.

Wyświetlacz ma następujące wymagania dotyczące napięć:

- Vbacklight - 15.5V @60mA

- VCOM - 3.5V

- DVDD - 3.3V @10mA

- AVDD - 10.4V @12mA

- VGH - 16V @0.21mA

- VGL - -7V @0.23mA

Ma też oczywiście odpowiednie wymagania dotyczące sekwencji podawania tych napięć podczas włączania i wyłączania wyświetlacza (jeśli trzeba mogę przekleić jakie).

Poszukuję rozwiązania skutecznego, ale też elastycznego, które można wykonać z popularniejszych komponentów. Początkowo myślałem nad zastosowaniem jakiegoś dedykowanego układu scalonego, natomiast są one albo drogie albo nie zaspokajają wszystkich potrzeb wyświetlacza w pełni (prawie zawsze albo napięcia są inne, albo sekwencja). Po przeglądnięciu różnych artykułów i schematów znalezionych w internecie (m.in. schematów podobnych sterowników z wyświetlaczy Waveshare) myślałem o zastosowaniu (dość standardowej, jak się okazuje) topologii składającej się z konwerterów boost i charge pump. Przykład blokowy jak wyobrażam sobie linie zasilania załączam poniżej.

Płytka zasilana byłaby przez złącze USB (5V). Podświetlenie do wyświetlacza byłoby zasilane poprzez konwerter boost. Napięcie DVDD byłoby obniżane zwykłym LDO (z uwagi na mały spadek) a VCOM dzielnikiem napięcia (zgodnie ze specyfikacją wyświetlacza). AVDD byłoby podbijane za pomocą innego boost'a. Dodatkowo, wyjście z niego 'napędzałoby' dwie charge pump'y (jedną na pozytywne VGH i drugą na negatywne napięcie VGL), które byłyby regulowane zwykłymi zenerami albo zenerami z dodatkowym tranzystorem. Zarówno charge pump'y i te regulatory byłyby raczej złożone z dyskretnych komponentów zamiast gotowych układów scalonych.

To z czym jednak mam największy problem, to zaprogramowanie odpowiedniej sekwencji włączania zasilania. Myślałem nad kilkoma rozwiązaniami:

1. Zastosowaniem specjalnych układów wyposażonych w wejścia ENABLE - są niestety gorzej dostępne i droższe, dodatkowo nie zróżnicuję w ten sposób linii VGH i VGL (byłbym w stanie odciąć tylko cały boost na raz)

2. Zastosowaniem jakichś obwodów opóźniających (opartych np. na RC i/lub tranzystorach) w celu opóźnienia załączania się poszczególnych linii zasilania - niestety nie jestem dobry w sygnałach bardziej 'analogowych' i ciężko mi takie coś policzyć żeby uzyskać konkretne opóźnienia czasowe; dodatkowo napięcie jednak zmieniałoby się w sposób ciągły a nie skokowy

3. Zastosowaniem tranzystorów jako przełączników w celu odcięcia poszczególnych linii (high side switch, np. PNP BJT lub p-MOSFET) i sterowanie nimi z kodu z poziomu ESP32

Co myślicie że byłoby najlepszym rozwiązaniem? Jestem otwarty na różne opcje, również zmianę ogólnego konceptu jeśli trzeba 🙂 Z góry dzięki!