基于MAX8570的OLED升壓變壓器電源偏置電路設(shè)計(jì)

OLED（有極發(fā)光二極管），也稱為OEL（有機(jī)電致發(fā)光器件）。這種器件具有自發(fā)光、清晰亮麗、輕薄、響應(yīng)速度快、視角寬、低功耗、成本低廉、制造工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，問世以來一直被視為是繼LCD之后最看好的顯示器。目前，在蜂窩式移動(dòng)電話、個(gè)人助理（PDA）、數(shù)碼相機(jī)等領(lǐng)域中，OLED得到了廣泛的應(yīng)用，但是OLED對(duì)電源偏置電路的要求非常嚴(yán)格，一般需要效率高、體積小、重量輕的升壓變壓器，這種升壓變壓器還應(yīng)具有良好的電磁兼容性。

MAX8570是MAXIM公司推出的OLED升壓變壓器專用芯片。它不僅設(shè)計(jì)先進(jìn)、功能完善、而且外圍電路簡(jiǎn)單、使用非常靈活、是目前設(shè)計(jì)OLED電源偏置電路的一種理想器件。

MAX8570變換器的特點(diǎn)及工作原理

MAX8570變換器的特點(diǎn)

MAX8570變換器主要特點(diǎn)如下：
（1）該芯片將功率MOSFET、節(jié)能電路、控制邏輯電路以及保護(hù)電路集成在一起，從而簡(jiǎn)化了外圍電路的設(shè)計(jì)，降低成本、增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性；

（2）工作頻率高達(dá)800kHz，允許使用微型表貼元件；

（3）超低功耗：靜態(tài)電流為25mA，在True shutdownTM模式下，消耗電流低至0.05μA（典型值）；

（4）開路保護(hù)，能防止輸出電容和負(fù)載損壞；

（5）允許采用鋰電池供電，輸出電壓最高可達(dá)20V，可滿足OLED電源偏置電路的高電壓要求。

工作原理

（1）控制方式

圖1所示是MAX8570的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。當(dāng)MAX8570上電時(shí)，其芯片內(nèi)部的P溝道MOSFET導(dǎo)通，電源電壓VCC經(jīng)電感L1分成兩路：一路送至內(nèi)部N溝道MOSFET的漏極，另一路經(jīng)VD1向C4充電。當(dāng)N溝道MOSFET導(dǎo)通時(shí)，流經(jīng)L1中的電流從零逐漸增大，同時(shí)將電能儲(chǔ)存在L1中，一旦電流達(dá)到極限值，N溝道MOSFET將關(guān)斷，L1中的電流經(jīng)VD1對(duì)負(fù)載供電。該方式中的開關(guān)頻率將隨負(fù)載和電源電壓的大小而變化，最高可達(dá)800kHz。


（2）關(guān)斷（SHDN）

將SHDN引腳拉至低電平，器件將進(jìn)入True shutdownTM模式（關(guān)斷狀態(tài)），在True shutdownTM模式下，電路的消耗電流低至0.05μA，輸出端與輸入端斷開，LX引腳處于高阻狀態(tài)，在傳統(tǒng)升壓變換器電路中，變換器在關(guān)斷時(shí)，輸出端與輸入端將始終通過電感和續(xù)流二極管連接，以使負(fù)載從輸入端吸取一定功率。MAX8570變換器具備真關(guān)斷功能，在True shutdownTM模式下，它會(huì)利用一只P溝道MOSFET開關(guān)來斷開輸入端與輸出端，從而消除關(guān)斷時(shí)從輸入端吸取的功率。

（3）單獨(dú)給電感供電

該IC與電感可單獨(dú)供電，電感電源電壓范圍為0.8-28V，圖2所示是單獨(dú)給電感供電的應(yīng)用電路，這種電路結(jié)構(gòu)應(yīng)將SW引腳懸空，使電源直接接電感，此后輸出端與輸入端在關(guān)斷時(shí)不再斷開，但關(guān)斷時(shí)，輸出電壓將比電感電源電壓低一個(gè)二極管的壓降。



（4）軟啟動(dòng)

在使用True shutdownTM功能時(shí)，電路會(huì)緩慢開啟內(nèi)部P溝道開關(guān)的柵極，待完全打開SW后，內(nèi)部N溝道開關(guān)才開始導(dǎo)通，這樣可以避免產(chǎn)生浪涌電流，當(dāng)VFB低于0.5V時(shí)，內(nèi)部N溝道開關(guān)的關(guān)斷時(shí)間將從1μs延長(zhǎng)至5μs，以對(duì)浪涌電流進(jìn)行控制。


（5）開路保護(hù)

當(dāng)上端反饋電阻或外部二極管發(fā)生開路故障時(shí)，MAX8570變換器將立即停止開關(guān)動(dòng)作，以避免輸出電壓過高而損壞輸出濾波電容和負(fù)載。

OLED電源偏置電路的設(shè)計(jì)

極限電流值的設(shè)置

設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)下面公式來估算所需要的極限電流值：



式中，POUT（MAX）為負(fù)載最大功率；VBATT（MIN）為最小電源電壓；POUT（MAX）為變換器最高輸出電壓。

輸出電壓設(shè)置
MAX8570的輸出端與GND之間連接了一個(gè)電阻分壓器，其中間點(diǎn)接FB的分壓比決定了輸出電壓（電壓調(diào)節(jié)范圍為VCC-28V），若R2的取值范圍為10-600KΩ，那么可根據(jù)下式計(jì)算R1：