OLED顯示器及其饋電技術
摘要: 提高成品率和降低制造成本這兩個因素正在促進OLED(有機發光二極管)顯示器的使用量穩定攀升。作為響應,一些半導體制造商已經開始提供用于OLED和 LCD偏置電源的功率轉換IC,為OEM設計師在如何實現顯示器電源子系統方面帶來靈活性。盡管IC制造商沒有嚴格地優化這些供OLED用的功率控制器,但這些器件確實有助于保持OLED優異的能量效率,并發揮顯示器市場中像LCD所能提供的規模經濟優勢。
AAT3190可提供軟啟動、欠壓切斷以及關機模式。關機模式可使轉換器的靜態電流從最大的800mA降低到只有1mA。AAT3190的售價為1.73 美元 (1000件批量)。 Advanced Analogic Technologies公司提供的AAT3190有MSOP-8和TSOP-12兩種封裝形式。
提升OLED
Fairchild Semiconductor 公司推出的FAN5331升壓轉換器,可供單極性顯示器系統使用。與AAT3190一樣,FAN5331工作于很高的開關速率(在本例中為 1.6 MHz),以縮小外部電抗元件的尺寸,因此,盡管這種升壓轉換器需要一個電感器,但只需要10mH的電感器。FAN5331因其SOT23-5封裝尺寸小和外部元件較少而有助于縮小顯示器的電源尺寸。
在其整個輸入范圍內,FAN5331能夠以穩定的狀態在15V電壓下輸出 35 mA的最小電流。在同樣的工作條件下,如果輸入電壓為3.2V或更高,則輸出電流上升到50 mA。此外,這種轉換器的分數歐姆(fractional-ohm)輸出開關可提供1A的峰值電流;一個逐周期限流監視電路可確保峰值輸出電流保持在這一極限值之內。
這種售價為50美分(1000件批量)的IC在關機模式下消耗2mA電流。一個電阻分壓器能將輸出電壓設置在輸入電壓和轉換器的20V最大輸出電壓之間。標稱1.23V的反饋電壓具有25 mV的容差。
時鐘速率高和相應的電感器小這兩點說明小巧便攜設備用的升壓轉換器的發展趨勢,而傳統的較低時鐘速率則要求使用較大的磁性元件,從而對布局設計和機械設計提出了挑戰。盡管有這些挑戰以及其它挑戰,小型電源設計師歷來鐘情于升壓轉換器的性能優勢。正如Linear Technology公司的資深設計師 Eddy Wells所指出的,“傳統升壓轉換器工作效率較高,升壓比范圍較大,但是,升壓轉換器電源通常占用更大的空間,而且浪涌電流和短路保護等系統問題往往需要利用附加的外部電路來解決。”
Linear Technology公司推出的LTC3459是解決這些應用問題的一系列升壓轉換器中的一個例子。LTC3459這種器件有一種突發模式,用以在輕載電流下保持轉換器的效率。它還具有浪涌電流限制、短路保護和關機期間負載隔離等功能。盡管具有這些功能,但典型的應用電路只要求在開關電路中有三只電容器、兩只電阻器和一個升壓電感器(圖2)。Wells說,因為“轉換器工作時的峰值電流小約75 mA,所以一個0805小型電感器……能輕易達到與一個集成電荷泵相同的占用電路板面積。”

這種SOT23-6封裝的IC,其輸入電壓為1.5V~5.5V,輸出電壓為2.5V~10V,適合于有源矩陣OLED顯示器。與許多采用固定時鐘頻率的低功耗轉換器不同,LTC3459采用可變開關頻率,這一開關頻率可根據輸入-輸出電壓差別在大約0.6 MHz~高于2.6 MHz的范圍內自行調節。反饋基準為1.22V,容差為30 mV。這種售價為1.95美元 (1000件批量) 的轉換器,其最大靜態電流為20mA。當轉換器處于關閉模式時,其剩余工作電流降低到低于1mA。
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