分析OLED驅(qū)動(dòng)電源解決方案

　　輸入端與輸出端的電氣隔離是OLED偏壓電源供應(yīng)的另一項(xiàng)重要要求,這在選擇電源供應(yīng)時(shí)非常重要。標(biāo)準(zhǔn)升壓轉(zhuǎn)換器所用的蕭特基二極管,會(huì)提供一條從輸入到輸出的直接路徑,使輸出電壓大約等于輸入電壓；但若應(yīng)用系統(tǒng)需要開(kāi)機(jī)或關(guān)機(jī)的電源順序功能,或是將關(guān)機(jī)模式的泄漏電流減至最小,這個(gè)路徑就會(huì)成為問(wèn)題來(lái)源。圖2所示組件利用內(nèi)建MOSFET開(kāi)關(guān)切斷輸入和輸出之間的聯(lián)機(jī)。

　　圖2：升壓轉(zhuǎn)換器將OLED顯示器的輸入與輸出隔離

　　主動(dòng)矩陣顯示器需要正負(fù)偏壓電源供應(yīng)

　　若應(yīng)用需要較高分辨率、較大顯示面積、更高對(duì)比和快速反應(yīng)時(shí)間,它們可以使用圖3所示的主動(dòng)矩陣OLED顯示器。

　　圖3：主動(dòng)矩陣顯示器的簡(jiǎn)單示意圖

　　OLED像素的導(dǎo)通和尋址是由主動(dòng)開(kāi)關(guān)控制,這個(gè)開(kāi)關(guān)則由薄膜晶體管擔(dān)任,它的制造技術(shù)和TFT液晶顯示器完全相同：電流源已經(jīng)簡(jiǎn)化到只需要一個(gè)MOSFET與OLED串聯(lián)。有些設(shè)計(jì)會(huì)使用電壓驅(qū)動(dòng)架構(gòu),有些則采用電流驅(qū)動(dòng)架構(gòu),所有設(shè)計(jì)都需要二至四顆,甚至更多的整合式薄膜晶體管。

　　為了克服不同顏色OLED像素的不同老化速度問(wèn)題,某些解決方案會(huì)在電路中整合一顆光敏晶體管,由它來(lái)設(shè)定較大的OLED電流,避免像素亮度隨著時(shí)間減弱。低溫多晶硅(LTPS)基板的組件結(jié)構(gòu)較小,因此若工程師想在基板上做出更多的主動(dòng)組件,這將是一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。目前這種基板所用的技術(shù)有兩種,分別是低溫多晶硅和非晶硅。

　　除了提供正負(fù)電壓做為視頻訊號(hào)驅(qū)動(dòng)器的電源之外,主動(dòng)OLED顯示器的偏壓電源供應(yīng)電路還必須提供偏壓,讓列選擇(rowselect)薄膜晶體管能夠?qū)ê徒刂?。由于偏壓的電壓值很?所以電感性升壓轉(zhuǎn)換器是最合適的解決方案。為了將解決方案的體積減至最小,圖4所示的完全整合式升壓轉(zhuǎn)換器,除了會(huì)提供正電壓之外,還利用反相器來(lái)提供負(fù)電壓。

　　圖4：?jiǎn)晤w組件同時(shí)提供正電壓和負(fù)電壓

　　為了將關(guān)機(jī)模式的泄漏電流減至最少,同時(shí)替正電壓提供電源順序功能,圖4中的組件會(huì)控制另一顆采用SOT-23或更小封裝的外接MOSFET晶體管(Q1)。這顆組件使用鋰離子電池做為輸入電源(2.7V至5.5V),并提供高達(dá)+15V和-15V的輸出電壓,以及整合式800mA/2A的開(kāi)關(guān)限流功能,使得輸出電流最高可達(dá)200mA。

　　欲提供電源給OLED顯示器,輸出電壓漣波必須很小,開(kāi)關(guān)頻率也必須固定,才能將OLED顯示器的畫(huà)面失真和交互耦合效應(yīng)減至最少。就此而言,采用1.38MHz固定頻率PWM機(jī)制的TPS6513x,正是提供電源給OLED顯示器的理想選擇。雖然在負(fù)載電流范圍內(nèi),提供高精確度的穩(wěn)壓輸出對(duì)于電壓驅(qū)動(dòng)的液晶顯示器特別重要,但它對(duì)于電流驅(qū)動(dòng)的OLED顯示器并不會(huì)構(gòu)成太大問(wèn)題。

　　有些顯示器在戶外使用時(shí)需要較大的電流,在室內(nèi)則可將電流減少,它們還必須在很寬廣的負(fù)載電流范圍內(nèi)提供很高的電源效率。由于標(biāo)準(zhǔn)升壓轉(zhuǎn)換器只能在目標(biāo)負(fù)載電流下實(shí)現(xiàn)最佳效率,因此TPS65130還另外提供一種可由使用者選擇的「省電模式」,它能將開(kāi)關(guān)頻率和靜態(tài)電流降低,使得組件在整個(gè)負(fù)載電流范圍內(nèi)都能維持很高的工作效率。

　　隨著OLED技術(shù)逐漸成熟,它的市場(chǎng)占有率也會(huì)不斷上升,這種技術(shù)在手機(jī)、數(shù)字相機(jī)和口袋型計(jì)算機(jī)屏幕的應(yīng)用潛力都很驚人。主動(dòng)矩陣顯示器將來(lái)可能取代被動(dòng)矩陣顯示器成為市場(chǎng)主流,OLED顯示器驅(qū)動(dòng)組件也會(huì)變得更先進(jìn),OLED偏壓電源供應(yīng)電路則將開(kāi)始微小化和特殊化,這在本文所介紹的部份解決方案中都曾加以討論。對(duì)于電源供應(yīng)組件技術(shù),主要挑戰(zhàn)則在于如何同時(shí)提供高效率和最小體積的解決方案。