OLED的電源管理

　　在今后的幾年內(nèi)，有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）無疑將突破手機(jī)副屏這一目前的主要應(yīng)用領(lǐng)域。韓國(guó)市場(chǎng)調(diào)研公司DisplayBank的研究表明，由于更多的數(shù)碼相機(jī)、MP3播放器和掌上游戲機(jī)等便攜產(chǎn)品的生產(chǎn)商開始采用OLED，其全球銷售量今年將增長(zhǎng)64%（從2005年的6100萬件到2006年的約1億件）。

　　與傳統(tǒng)LCD技術(shù)相比，OLED技術(shù)有很多優(yōu)勢(shì)，因此帶來了銷售量的高速增長(zhǎng)。OLED是在導(dǎo)體間放置一系列有機(jī)薄膜制成的，自身發(fā)光，無須背光，因此要比TFT或有源矩陣LCD的構(gòu)架簡(jiǎn)單。OLED的封裝更薄，正適合用于空間受限的便攜系統(tǒng)。除了上述這些優(yōu)勢(shì)，OLED還實(shí)現(xiàn)了更豐富的色彩和更寬的視角。

　　但這些并不意味著這種新的顯示技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的和LCD技術(shù)一樣成熟了。OLED技術(shù)還面臨著很多挑戰(zhàn)。良品率低一直是個(gè)問題，尤其是當(dāng)尺寸增大的時(shí)候。現(xiàn)在大多數(shù)OLED產(chǎn)品的尺寸都相對(duì)較小，要達(dá)到筆記本電腦顯示屏的尺寸還需要幾年時(shí)間。不過，制造商已不斷取得新的進(jìn)展。

　　OLED的價(jià)格也是一個(gè)障礙，和同類的LCD相比，它的價(jià)格仍然偏高。另外，顯示屏的使用壽命也是一個(gè)挑戰(zhàn)。OLED的壽命最近才剛剛能夠超過手機(jī)的平均使用壽命。當(dāng)然，隨著制造工藝日漸成熟，制造商的經(jīng)驗(yàn)愈加豐富，OLED在質(zhì)量和壽命上與現(xiàn)有LCD方案之間的差距會(huì)不斷縮小甚至消失。

　　電源管理的挑戰(zhàn)

　　當(dāng)OLED的良品率不斷提高使得價(jià)格下降，便攜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者采用OLED時(shí)就會(huì)面臨另一個(gè)挑戰(zhàn)——如何給這一新的顯示技術(shù)供電。OLED與LCD的負(fù)載情況有很大區(qū)別。OLED需要10～18V的輸出電壓范圍，比單芯鋰離子聚合物電池能夠提供的電壓高許多，也高于常用于LCD背光供電的電荷泵的電壓。

　　此外，OLED波動(dòng)的負(fù)載曲線需要供電電源能夠適應(yīng)負(fù)載的快速變化并保持穩(wěn)壓。因此，OLED必須要由能快速響應(yīng)的升壓轉(zhuǎn)換器供電。

　　升壓轉(zhuǎn)換器能夠穩(wěn)定的操作是最關(guān)鍵的。眾所周知，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)右半平面零點(diǎn)特性極其敏感，這使得保持控制系統(tǒng)回路穩(wěn)定比較困難。

　　供電系統(tǒng)必須在不同的負(fù)載電流和電壓間快速轉(zhuǎn)換，以避免振動(dòng)對(duì)顯示的色彩和亮度的影響。因此，設(shè)計(jì)者需要瞬態(tài)響應(yīng)足夠快的升壓轉(zhuǎn)換器和高度精密的反饋回路來保持控制系統(tǒng)的穩(wěn)定。

　　不僅如此，OLED所需的升壓轉(zhuǎn)換器還要有相對(duì)復(fù)雜的控制機(jī)制以簡(jiǎn)便的控制其明暗度和操作狀態(tài)。對(duì)這種功能的要求在未來幾年會(huì)越來越高。目前，1.5英寸的OLED副屏需要在10～18V范圍的兩個(gè)輸出電壓，以后的設(shè)計(jì)中可能會(huì)需要更多的電壓水平。

　　在便攜系統(tǒng)設(shè)計(jì)師看來，使用升壓轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)難題是漏電流問題。設(shè)計(jì)師通常要在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中都考慮到將漏電流最小化以延長(zhǎng)電池的壽命。但由于開關(guān)升壓轉(zhuǎn)換器的固有特性，電源和輸出負(fù)載間的漏電流問題在任何操作狀態(tài)都存在，關(guān)掉顯示屏也不例外。

　　電源管理技術(shù)的新進(jìn)展

　　雖然電源管理產(chǎn)品的制造商已經(jīng)著手處理這些問題，但是目前市場(chǎng)上完善的解決方案極少。設(shè)計(jì)者對(duì)為OLED供電的升壓轉(zhuǎn)換器有哪些期待呢？

　　首先是快速的瞬態(tài)響應(yīng)。最近市場(chǎng)上已有開關(guān)頻率高達(dá)2MHz的升壓轉(zhuǎn)換器，對(duì)負(fù)載變化有快速的響應(yīng)，如AnalogicTech公司的AAT1230。

圖1 通過遲滯控制機(jī)制，AAT1230獲得了快速的瞬態(tài)響應(yīng)

　　圖1比較了AAT1230與傳統(tǒng)升壓轉(zhuǎn)換器的響應(yīng)速度。此外，由于AAT1230開關(guān)頻率高，可以使用極小的2.2μH的外部電感和0805/0603陶瓷電容。

　　便攜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者一般情況下會(huì)采用增加1個(gè)外部MOSFET和控制器在顯示屏不使用時(shí)隔離電源和輸出負(fù)載的方法來處理漏電流的問題。這種方法能有效的減少漏電流，但由于增加了外部元器件，也導(dǎo)致設(shè)計(jì)更復(fù)雜，成本更高。

　　近來，電源管理產(chǎn)品的生產(chǎn)商開始采用在升壓轉(zhuǎn)換器封裝里集成1個(gè)串聯(lián)隔離開關(guān)的方法來解決這個(gè)問題。當(dāng)EN/SET為低時(shí)，這種方法能有效的隔離負(fù)載和電源，將漏電流降低至不足1μA，同時(shí)也減小了解決方案的尺寸，降低了成本。

　　控制機(jī)制也在迅速變化。目前，市場(chǎng)上有一部分升壓轉(zhuǎn)換器使設(shè)計(jì)者能通過從一個(gè)邏輯引腳激活兩個(gè)不同的參考水平來支持現(xiàn)有的OLED模塊。

　　將來的OLED應(yīng)用會(huì)需要更復(fù)雜的控制機(jī)制，編程輸出很多不同的亮度水平。為了達(dá)到這個(gè)要求，設(shè)計(jì)者應(yīng)該選擇能夠簡(jiǎn)單的通過串行總線接口編程實(shí)現(xiàn)不同電壓水平的升壓轉(zhuǎn)換器。

　　電路板的大小在所有便攜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中都是最重要的，縮小產(chǎn)品的尺寸是降低成本贏得市場(chǎng)的關(guān)鍵。因此，設(shè)計(jì)者需要盡可能選擇尺寸小的升壓轉(zhuǎn)換器。