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OLED顯xian示shi器qi被bei用yong於yu便bian攜xie應ying用yong，因yin此ci功gong耗hao特te別bie重zhong要yao。任ren何he電dian源yuan芯xin片pian都dou必bi須xu工gong作zuo在zai最zui高gao效xiao率lv，以yi盡jin可ke能neng節jie省sheng功gong率lv，延yan長chang電dian池chi壽shou命ming，特te別bie是shi在zai顯xian示shi器qi不bu工gong作zuo的de時shi候hou。

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。
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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1可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)


，如(ru)果(guo)減(jian)少(shao)顯(xian)示(shi)器(qi)的(de)電(dian)流(liu)，所(suo)需(xu)的(de)最(zui)大(da)電(dian)壓(ya)也(ye)會(hui)降(jiang)低(di)。在(zai)供(gong)電(dian)電(dian)壓(ya)恒(heng)定(ding)的(de)典(dian)型(xing)應(ying)用(yong)中(zhong)，這(zhe)一(yi)額(e)外(wai)電(dian)壓(ya)將(jiang)降(jiang)在(zai)列(lie)驅(qu)動(dong)器(qi)上(shang)
，從(cong)而(er)造(zao)成(cheng)額(e)外(wai)的(de)功(gong)耗(hao)和(he)能(neng)源(yuan)浪(lang)費(fei)。通(tong)過(guo)減(jian)少(shao)供(gong)電(dian)電(dian)壓(ya)，這(zhe)一(yi)能(neng)量(liang)就(jiu)不(bu)會(hui)再(zai)消(xiao)耗(hao)在(zai)列(lie)驅(qu)動(dong)器(qi)上(shang)，係(xi)統(tong)效(xiao)率(lv)也(ye)就(jiu)得(de)到(dao)了(le)提(ti)高(gao)。

OLED電源芯片

目前市場上已經有專門給便攜式設備中的PMOLED顯(xian)示(shi)器(qi)供(gong)電(dian)的(de)新(xin)型(xing)器(qi)件(jian)。適(shi)合(he)這(zhe)類(lei)應(ying)用(yong)的(de)理(li)想(xiang)電(dian)源(yuan)器(qi)件(jian)應(ying)該(gai)具(ju)有(you)一(yi)個(ge)非(fei)常(chang)高(gao)效(xiao)的(de)升(sheng)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)，能(neng)夠(gou)在(zai)便(bian)攜(xie)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)下(xia)工(gong)作(zuo)
，或(huo)者(zhe)在(zai)器(qi)件(jian)中(zhong)的(de)預(yu)整(zheng)流(liu)供(gong)電(dian)下(xia)工(gong)作(zuo)。輸(shu)出(chu)負(fu)載(zai)斷(duan)開(kai)和(he)低(di)待(dai)機(ji)電(dian)流(liu)等(deng)功(gong)能(neng)對(dui)降(jiang)低(di)顯(xian)示(shi)器(qi)不(bu)被(bei)照(zhao)明(ming)時(shi)電(dian)池(chi)的(de)漏(lou)電(dian)有(you)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。理(li)想(xiang)的(de)器(qi)件(jian)還(hai)要(yao)求(qiu)外(wai)部(bu)元(yuan)件(jian)少(shao)和(he)封(feng)裝(zhuang)尺(chi)寸(cun)小(xiao)，以(yi)盡(jin)可(ke)能(neng)減(jian)小(xiao)目(mu)前(qian)緊(jin)湊(cou)型(xing)手(shou)持(chi)設(she)備(bei)的(de)外(wai)形(xing)尺(chi)寸(cun)。

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%。

weileshishengyadianlugongzuozaizuijiazhuangtaixia，xuanzezhengquedeyuanjianfeichangzhongyao。xuyaokaolvdezhuyaoyuanjianshidianganheshuchudianrong，yinweitamenjiangyingxiangdaoshengyakongzhihuanludewendingxing。yixieshengyazhuanhuanqicaiyongdewaibubuchangdianlutongyangxuyaohelixuanzebuchangyuanjian。lingwaiyizhongfangfashicaiyongneibubuchangwangluo。zhezhongshejiyaoqiudianganhedianrongzhizaiyidingfanweinei，shejishoucezhongtongchanghuitigongbiaogebangzhuxuanzeqijian。dianganzhijiangyingxiangdaodianganchicun。weileshixianjiaoxiaodeqijianchicun
，tuijianshiyongnengyu3.3uHdexiaodiangangongzuodeqijian。raner，didedianganzhikenengdaozhiqijiangongzuozaibulianxudemoshi
，congerzengjiashuchuwenbo。yincizuihaoxuanzenengbaochilianxugongzuomoshidedianganzhi。xuanzededianganhaibixunenggouchengshouyingyongyaoqiudefengzhihepingjundianliu。zhexiezhiyouyixiagongshidedao：


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OLEDdianyuanxuanzedezuijiadianyuanxinpianyingbaohannenggoutigongzheyigongnengdedianlu。caiyongliangtiaodulidefankuilujingjiukeshixianzheyigongneng
，erqiezheliangtiaofankuilujingkeyitongguojiandandeluojishurujinxingxuanze。yincitongguozhezhongfangfajiukejiandandishixianPMOLED中使用的亮→暗→關節電技術。

輸shu出chu電dian壓ya由you連lian接jie在zai輸shu出chu引yin腳jiao和he反fan饋kui參can考kao引yin腳jiao間jian的de分fen壓ya器qi進jin行xing設she置zhi。反fan饋kui電dian壓ya與yu內nei部bu設she置zhi的de參can考kao電dian壓ya比bi較jiao後hou用yong於yu控kong製zhi輸shu出chu電dian壓ya。輸shu出chu電dian壓ya的de精jing度du取qu決jue於yu反fan饋kui參can考kao電dian壓ya的de精jing度du和he反fan饋kui網wang絡luo中zhong使shi用yong的de電dian阻zu值zhi。

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。
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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。

dangqijiangongzuoshi
，fuzailianjiedaoshuruduan，congshurudaoshuchujianlileyitiaozhiliutonglu，zaishurudianrongchongdianshijiangxingchenghendadedianliujianfeng。fenduankaiguanyeyingtigongruanqidongmoshi

，zaishuchudianrongchongdianshixianzhidianliu，congerjinyibujiaqiangzaiqitazhiliu/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%。