您可以添加到网摘 让更多人关注此文章:
OLED(有机发光二极管)是一种显示技术,它是基于有机材料基础的,当电流通过有机材料时就会发光。OLED与LCD(液晶显示)相比有很多优点:容易制造(较低的成本),较快的响应时间,较宽的视角,较低的功耗,较亮/较高对比图像,以及不需要背光、省电、能提供1mm薄的显示等。
OLED显示采用有源矩阵和无源矩阵配置。对于无源矩阵,显示连接成二极管网格,每个二极管组成1个单独的OLED图素。用外部驱动电路每次点亮网络一行。有源矩阵显示包括显示中的晶体管,使能图素连续发光。然后,OLED与LCD不同,OLED是电流驱动。这会增加有源矩阵设计的复杂性,这使得当今在多数矩阵显示都是无源矩阵(PM)类型。无源矩阵OLED(PMOLED)用于消费类产品,包括移动电话、汽车立体音响、MP3播放机。
OLED电源
在便携应用中,功耗特别重要。电源IC必须是高效率和节省功率,使电池寿命最长,特别是当显示不工作时更应节省功率。

由于显示是电流驱动,所以峰值电流要求依赖于1次需要点亮的总图素数和可被驱动的最大电流。显示驱动电路也消耗另外的电流。所需的电压依赖于二极管正向压降、显示中跨接互连的压降和显示驱动器中所需的压降(见图1)。在该应用中,所需的最大电压由下式给出:
VIN=Vdiode+Idiode×(Rcol+Rrow)+VCD+ VRD (1)
其中:Vdiode是二极管正向压降,Idiode是二极管中的电流,Rcol是列连接的电阻,Rrow是行金属电阻,VCD是列驱动器中所需的额外消耗电压,VRD是行驱动器中所需的额外消耗电压。
在典型应中,VIN为20V左右。峰值电流由下式给出:
Idiode×Xpixels+ICD+IRD (2)
其中:Idiode为二极管中的电流,Xpixels是一次点亮的图素数,ICD是到列驱动器的电源电流,IRD是列行驱动器的电源电流。
在便携设备中,通常在不工作之后关断背光。然后,完全关断显示供电。由于OLED显示没有背光,所以在不工作期间之后显示减光,然后关断一定时间。从(1)式可见:如果显示中的电流降低,则所需的最大电压也降低。在典型应用中,电源电压是恒定的,此额外电压将跨接在列驱动器上,导致额外的功耗,而且浪费能量。靠降低电源电压,此能量不再消耗在列驱动器上,而使系统效率得到改善。
现在,几种器件特别适用于便携应用中的PMOLED显示供电。理想上,器件应具有1个有效的升压转换器,能工作在便携应用中的电池电压或器件中的前置稳压电源。其他特性,如输出负载断开和低待机电流对降低显示不点亮时的损耗也是重要的。
Intersil公司的ISL97702就是这类器件中的一个典型(见图2)。升压工作在2.4V~5.5V电源。这覆盖整个锂离子电池输入范围和前置稳压电源3V或5V轨。这类应用中所需的输出电压范围为12V~25V。最佳的电源IC设计也集成有升压FET和肖特基二极管,以降低所需的外部元件。ISL97702就包含1.2A FET,能支持输出电压高达28V,效率达90%。

升压电路考虑的主要元件是电感器和输出电容器,它们会影响升压控制环路的性能。某些升压转换器用外部补偿,这也需要正确的选择补偿元件。
一种方法是用内部补偿网络,要求电感器和电容器值在一定的范围内。电感器值也影响其大小。然而,低电感器值导致器件工作在断续模式,可导致较高的输出纹波。最好,所选电感器值能保持连续工作模式。所选电感器也必须能处理应用所需的峰值和平均电流。
输出电容的选择应保持升压环路的稳定工作。较大的输出电容器值提供较小的输出电压纹波。其选择是基于纹波和元件数/成本的折衷。
输入端电容器隔离输入电源和经电阻器的开关电流。对于这种应用,建议电容器值范围为10μF~15μF。
OLED IC
OLED供电用的电源IC应该具有在OLED工作在暗光模式时能降低输出电压的电路,以便大大地节省功率。用两个分离的反馈通路可以实现,用1个简单的逻辑输入可以选择通路。
用连接在输出引脚和反馈参考引脚之间的分压器设置输出电压。此反馈电压与内部设置的参考进行比较来控制输出电压。输出电压的精度依赖于反馈参考和用在反馈网络中电阻器值的精度。
以ISL97702为例,它有1.15V±2%的反馈电压设置。当选择引脚(SEL)设置为低态,FBO反馈引脚与参考比较、FB1引脚接地,提供反馈地参考。当SEL为高态时,FB1用做参考而FBO设置到GND。输出电压计算如下:
Vout=(R1+R2)/R2×Vfb 当SEL=0时
Vout=(R1+R3)/R3×Vfb 当SEL=1时
集成一些保护电路对于保护IC和外部元件也是有用的。欠压闭锁保证器件只在输入电压大于正确工作所需电压时才工作。过流保护监控开关电流和限制它们。过压闭锁在输出电压超过所允许的最大值时停止器件工作。过温保护在芯片温度超过预置最高限制时产生停机信号。
时钟同步
在便携装置中,时钟噪声和串扰是人们主要关心的。同步开关器件到外部时钟的性能使设计人员能锁定所有时钟到单一频率。电源也应该具有自定时能力。1MHz范围内的高定时频率一般能提供最好的效率、较小的元件尺寸。
当功率IC首先开始工作时,需要电流对系统中的电容充电,这导致对输入电流的重要需求。电流太高可能使电池电压下降,导致系统中的器件进入复位或提供错误的工作。软启动方法可限制启动时的电流。在此情况下,IC的电流能力缓慢上升直到全部电流能力。
升压电路输入端的集成断开开关进一步改善电池寿命。当器件禁止时,此开关打开,使OLED显示、驱动器和反馈网络断开,这样没有漏电流可以流。在此功率下降模式,内部IC功耗也应该降到最低。

当器件使能和负载连接到输入时,产生1个从输入到输出的DC通路,大的电流尖峰可以伴随着输出电容充电。在ISL97702中,断开开关也具有软启动模式(图3),其中限制电流的同时充电输出电容。
|