中心議題：

• OLED顯示器的供電方案
• 便攜顯示器的節能方案

解決方案：

• OLED電源芯片
• 升壓轉換器
• 雙輸出電壓選擇
• 軟啟動控製和輸入電壓斷開

有機發光二極管顯示器(OLED)是一種即將給顯示器產業帶來革命性變化的新興技術。OLED采用的有機材料在有電流流過時會發光，OLED與目前的LCD技術相比具有許多優點。其中一個優點是容易製造，最終可形成更低成本的顯示器。性能的優勢包括更快的響應時間
、更寬的視角、更低的功耗和更亮/更高對比度的圖像。最核心的優點是OLED采用一種自發光技術，因此不需要背光。這不僅能節省功耗


，而且可以實現隻有1mm厚度的顯示器。

與LCD顯示器相似，OLED顯示器提供無源矩陣和有源矩陣兩種配置。在采用無源矩陣時，顯示器被連接成為二極管柵格，每個二極管構成一個獨立的OLED像素。可以使用外部驅動電路一次點亮一行柵格。相反，有源矩陣顯示器內含晶體管

，像素可以被連續點亮。然而OLED與LCD不同的是，OLED采用電流驅動矩陣模式，這會增加有源矩陣設計的複雜性，因此目前大批量的OLED仍采用無源矩陣產品(PMOLED)。這些PMOLED可用於各種設備，包括蜂窩電話、汽車立體聲音響、MP3播放器和其它消費類產品。

OLED顯示器的供電

因為目前許多OLEDxianshiqibeiyongyubianxieyingyong，yincigonghaotebiezhongyao。renhedianyuanxinpiandoubixugongzuozaizuigaoxiaolv，yijinkenengjieshenggonglv
，yanchangdianchishouming，tebieshizaixianshiqibugongzuodeshihou。

OLED顯(xian)示(shi)器(qi)的(de)電(dian)源(yuan)要(yao)求(qiu)與(yu)許(xu)多(duo)因(yin)素(su)有(you)關(guan)。由(you)於(yu)顯(xian)示(shi)器(qi)是(shi)電(dian)流(liu)驅(qu)動(dong)的(de)，因(yin)此(ci)峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu)要(yao)求(qiu)取(qu)決(jue)於(yu)同(tong)一(yi)時(shi)間(jian)被(bei)點(dian)亮(liang)的(de)像(xiang)素(su)總(zong)數(shu)量(liang)以(yi)及(ji)驅(qu)動(dong)它(ta)們(men)的(de)最(zui)大(da)電(dian)流(liu)值(zhi)。顯(xian)示(shi)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)也(ye)會(hui)消(xiao)耗(hao)部(bu)分(fen)電(dian)流(liu)。電(dian)壓(ya)要(yao)求(qiu)取(qu)決(jue)於(yu)二(er)極(ji)管(guan)的(de)前(qian)向(xiang)壓(ya)降(jiang)、顯示器內部互連(往往呈現阻性)的壓降以及顯示器驅動器所需的所有壓降(見圖1)。

圖1：OLED顯示器驅動

在本例中
，所需的最大電壓由以下公式給出：

其中：V二極管是二極管的前向壓降；I二極管是流經二極管的電流；Rcol是列連接的電阻
；Rrow是行金屬的電阻；VCD是列驅動器所需的開銷
；VRD是行驅動器所需的開銷
；在典型應用中
，VIN大約為20V。

峰值電流等於：

其中：I二極管是流經二極管的電流

；X像素是一次點亮的像素數量；ICD是供給列驅動器的電流；IRD是供給行驅動器的電流。
[page]
便攜顯示器的節能

對於帶LCD顯示器的便攜式設備來說，如果一段時間不工作，常見的做法是關掉背光燈，幾秒鍾後再把顯示器完全斷電。而OLED顯示器沒有背光燈
，因此一段時間不工作後通常屏幕就會暗下來，再過一段時間斷電。從公式1keyikanchu，ruguojianshaoxianshiqidedianliu，suoxudezuidadianyayehuijiangdi。zaigongdiandianyahengdingdedianxingyingyongzhong，zheyiewaidianyajiangjiangzailiequdongqishang
，congerzaochengewaidegonghaohenengyuanlangfei。tongguojianshaogongdiandianya，zheyinengliangjiubuhuizaixiaohaozailiequdongqishang，xitongxiaolvyejiudedaoletigao。

OLED電源芯片

目前市場上已經有專門給便攜式設備中的PMOLEDxianshiqigongdiandexinxingqijian。shihezheleiyingyongdelixiangdianyuanqijianyinggaijuyouyigefeichanggaoxiaodeshengyazhuanhuanqi，nenggouzaibianxieyingyongzhongdedianchidianyaxiagongzuo，huozhezaiqijianzhongdeyuzhengliugongdianxiagongzuo。shuchufuzaiduankaihedidaijidianliudenggongnengduijiangdixianshiqibubeizhaomingshidianchideloudianyouhenzhongyaodezuoyong。lixiangdeqijianhaiyaoqiuwaibuyuanjianshaohefengzhuangchicunxiao，yijinkenengjianxiaomuqianjincouxingshouchishebeidewaixingchicun。

升壓轉換器

使用的升壓轉換器應該能在2.4V到5.5V電壓範圍內工作。這一範圍覆蓋了鋰離子電池的全部輸入範圍，還應能在預整流的3V或5V軌下工作。這類應用要求的輸出電壓範圍是12~25V。最優化的電源芯片設計還將集成升壓FET和肖特基二極管，從而減少對外部元件的需求。1.2A FET一般支持高達28V的輸出電壓，效率可達90%。

為(wei)了(le)使(shi)升(sheng)壓(ya)電(dian)路(lu)工(gong)作(zuo)在(zai)最(zui)佳(jia)狀(zhuang)態(tai)下(xia)，選(xuan)擇(ze)正(zheng)確(que)的(de)元(yuan)件(jian)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)主(zhu)要(yao)元(yuan)件(jian)是(shi)電(dian)感(gan)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)
，因(yin)為(wei)它(ta)們(men)將(jiang)影(ying)響(xiang)到(dao)升(sheng)壓(ya)控(kong)製(zhi)環(huan)路(lu)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。一(yi)些(xie)升(sheng)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)采(cai)用(yong)的(de)外(wai)部(bu)補(bu)償(chang)電(dian)路(lu)同(tong)樣(yang)需(xu)要(yao)合(he)理(li)選(xuan)擇(ze)補(bu)償(chang)元(yuan)件(jian)。另(ling)外(wai)一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)是(shi)采(cai)用(yong)內(nei)部(bu)補(bu)償(chang)網(wang)絡(luo)。這(zhe)種(zhong)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)電(dian)感(gan)和(he)電(dian)容(rong)值(zhi)在(zai)一(yi)定(ding)範(fan)圍(wei)內(nei)，設(she)計(ji)手(shou)冊(ce)中(zhong)通(tong)常(chang)會(hui)提(ti)供(gong)表(biao)格(ge)幫(bang)助(zhu)選(xuan)擇(ze)器(qi)件(jian)。電(dian)感(gan)值(zhi)將(jiang)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)感(gan)尺(chi)寸(cun)。為(wei)了(le)實(shi)現(xian)較(jiao)小(xiao)的(de)器(qi)件(jian)尺(chi)寸(cun)
，推(tui)薦(jian)使(shi)用(yong)能(neng)與(yu)3.3uH的(de)小(xiao)電(dian)感(gan)工(gong)作(zuo)的(de)器(qi)件(jian)。然(ran)而(er)，低(di)的(de)電(dian)感(gan)值(zhi)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)器(qi)件(jian)工(gong)作(zuo)在(zai)不(bu)連(lian)續(xu)的(de)模(mo)式(shi)，從(cong)而(er)增(zeng)加(jia)輸(shu)出(chu)紋(wen)波(bo)。因(yin)此(ci)最(zui)好(hao)選(xuan)擇(ze)能(neng)保(bao)持(chi)連(lian)續(xu)工(gong)作(zuo)模(mo)式(shi)的(de)電(dian)感(gan)值(zhi)。選(xuan)擇(ze)的(de)電(dian)感(gan)還(hai)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)承(cheng)受(shou)應(ying)用(yong)要(yao)求(qiu)的(de)峰(feng)值(zhi)和(he)平(ping)均(jun)電(dian)流(liu)。這(zhe)些(xie)值(zhi)由(you)以(yi)下(xia)公(gong)式(shi)得(de)到(dao)：


其中：ΔIL是電感電流的紋波峰峰值，單位是A
；L是電感值，單位是H

；FOSC是開關頻率。

輸出電容的選擇原則是確保升壓環路的穩定工作。輸出電容容量越高，輸出電壓的紋波就越小。具體選擇時需要在紋波和元件數量/成本之間做出折衷。輸入端電容用於將輸入電流和經過電阻的開關電流隔離。在本應用中，推薦使用10~15UF範圍的電容。

雙輸出電壓選擇

如上所述
，當OLED工作在暗的模式時可以通過降低輸出電壓顯著地節省功耗。因此為OLED電(dian)源(yuan)選(xuan)擇(ze)的(de)最(zui)佳(jia)電(dian)源(yuan)芯(xin)片(pian)應(ying)包(bao)含(han)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)這(zhe)一(yi)功(gong)能(neng)的(de)電(dian)路(lu)。采(cai)用(yong)兩(liang)條(tiao)獨(du)立(li)的(de)反(fan)饋(kui)路(lu)徑(jing)就(jiu)可(ke)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)功(gong)能(neng)，而(er)且(qie)這(zhe)兩(liang)條(tiao)反(fan)饋(kui)路(lu)徑(jing)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)簡(jian)單(dan)的(de)邏(luo)輯(ji)輸(shu)入(ru)進(jin)行(xing)選(xuan)擇(ze)。因(yin)此(ci)通(tong)過(guo)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)就(jiu)可(ke)簡(jian)單(dan)地(di)實(shi)現(xian)PMOLED中使用的亮→暗→關節電技術。

shuchudianyayoulianjiezaishuchuyinjiaohefankuicankaoyinjiaojiandefenyaqijinxingshezhi。fankuidianyayuneibushezhidecankaodianyabijiaohouyongyukongzhishuchudianya。shuchudianyadejingduqujueyufankuicankaodianyadejingduhefankuiwangluozhongshiyongdedianzuzhi。

典型的反饋電壓是1.15V±2%。當選擇引腳(SEL)設置為低時，FB0反饋引腳就與參考電壓進行比較，FB1引腳接地，用以提供反饋參考地。當SEL為高時，FB1用作參考電壓，FB0接地。輸出電壓可用公式5和公式6計算：
當SEL=0時
，

當SEL=1時
，

故障檢測

為保護IC和外部元件
，集成眾多保護電路也非常重要。這些功能應包括：
1. 欠壓閉鎖，確保器件隻在輸入電壓大於最小要求電壓時才工作；
2. 過流保護，監視開關電流，將電流限製在器件允許的最大電流值以下
；
3. 過壓閉鎖
，當輸出電壓超過器件允許的最大值時，器件停止工作；
4. 過溫保護，當裸片溫度超過預設最大值時關閉器件。

時鍾同步

zaibianxieshishebeizhong，shizhongzaoshenghechuanraojiangchengweizhuyaokaolvdeyinsu。jiangkaiguanshebeiyuwaibushizhongtongbucongerjiangsuoyoushizhongsuodingyudanyipinlv，youzhuyuchanpinshejishijianshaozhexiewenti。duiyushizhongmeiyouwentideshebeilaishuo，dianyuanyeyingnengzijitongbu。zai1MHz範圍內的高頻率時鍾可提供最佳的效率
，也有助於減小器件尺寸。一個高效的IC應能夠自同步於1MHz時鍾，也能通過將該時鍾連接到同步輸入引腳
，方便地與600kHz和1.4MHz之間的外部時鍾同步。
[page]
軟啟動控製和輸入電壓斷開

當dang電dian源yuan芯xin片pian剛gang開kai始shi工gong作zuo時shi，電dian流liu需xu要yao對dui係xi統tong中zhong的de電dian容rong充chong電dian，從cong而er產chan生sheng明ming顯xian的de輸shu入ru電dian流liu需xu求qiu。如ru果guo這zhe個ge電dian流liu太tai高gao
，電dian池chi電dian壓ya就jiu會hui降jiang低di，從cong而er導dao致zhi係xi統tong中zhong的de器qi件jian進jin入ru複fu位wei狀zhuang態tai，或huo產chan生sheng錯cuo誤wu的de操cao作zuo。為wei了le克ke服fu這zhe一yi缺que點dian
，在zai啟qi動dong時shi應ying采cai用yong軟ruan啟qi動dong機ji製zhi來lai限xian製zhi電dian流liu。此ci時shiIC的電流是緩慢增長的，直到達到滿電流負荷。這種機製在如今許多升壓轉換器中很常見。

為了進一步改進電池壽命，升壓電路的輸入端集成的分斷開關非常有用。當器件不工作時，這個開關將打開從而斷開與OLED顯示器
、驅動器和反饋網絡的連接，因而不會有漏電流。在這種斷電模式下，內部IC的功耗會降至最小。

當(dang)器(qi)件(jian)工(gong)作(zuo)時(shi)，負(fu)載(zai)連(lian)接(jie)到(dao)輸(shu)入(ru)端(duan)，從(cong)輸(shu)入(ru)到(dao)輸(shu)出(chu)建(jian)立(li)了(le)一(yi)條(tiao)直(zhi)流(liu)通(tong)路(lu)，在(zai)輸(shu)入(ru)電(dian)容(rong)充(chong)電(dian)時(shi)將(jiang)形(xing)成(cheng)很(hen)大(da)的(de)電(dian)流(liu)尖(jian)峰(feng)。分(fen)斷(duan)開(kai)關(guan)也(ye)應(ying)提(ti)供(gong)軟(ruan)啟(qi)動(dong)模(mo)式(shi)
，在(zai)輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)充(chong)電(dian)時(shi)限(xian)製(zhi)電(dian)流(liu)
，從(cong)而(er)進(jin)一(yi)步(bu)加(jia)強(qiang)在(zai)其(qi)它(ta)直(zhi)流(liu)/直流轉換器中常見的軟啟動機製。

滿足功能要求的OLED器件

OLED顯示器隻是提出特殊的電源芯片和新增功能要求的眾多新技術之一。正在開發的許多新型IC可滿足這些挑戰。Intelsil公司的ISL97702隻是這些類型產品中的一個例子
，它具有軟啟動控製
、輸入電壓斷開和其它適合該應用的功能。ISL97702中使用的複雜控製機製代表了目前先進電源芯片的優秀例子，它完全可以滿足緊湊型手持設備對OLED供電的要求。這種器件的典型電路如圖2所示。

圖2 ISL97702的典型電路

圖3是ISL97702的軟啟動操作過程。

圖3：ISL97702的軟啟動　　

在A部分，通過限製流過分斷開關的電流來減少負載電容充電時的浪湧電流；在B部分，升壓轉換器的開始電流限製在25%；在C部分，電流限製設在50%
；在D部分電流限製為75%；在E部分

，電流限製為100%。