分析OLED驅動(dòng)電源解決方案
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輸入端與輸出端的電氣隔離是OLED偏壓電源供應的另一項重要要求,這在選擇電源供應時(shí)非常重要。標準升壓轉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；但若應用系統需要開(kāi)機或關(guān)機的電源順序功能,或是將關(guān)機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所示組件利用內建MOSFET開(kāi)關(guān)切斷輸入和輸出之間的聯(lián)機。
主動(dòng)矩陣顯示器需要正負偏壓電源供應
若應用需要較高分辨率、較大顯示面積、更高對比和快速反應時(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)。有些設計會(huì )使用電壓驅動(dòng)架構,有些則采用電流驅動(dòng)架構,所有設計都需要二至四顆,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)設定較大的OLED電流,避免像素亮度隨著(zhù)時(shí)間減弱。低溫多晶硅(LTPS)基板的組件結構較小,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。
除了提供正負電壓做為視頻訊號驅動(dòng)器的電源之外,主動(dòng)OLED顯示器的偏壓電源供應電路還必須提供偏壓,讓列選擇(rowselect)薄膜晶體管能夠導通和截止。由于偏壓的電壓值很高,所以電感性升壓轉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換器,除了會(huì )提供正電壓之外,還利用反相器來(lái)提供負電壓。
圖4：?jiǎn)晤w組件同時(shí)提供正電壓和負電壓
為了將關(guān)機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+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減至最少。就此而言,采用1.38MHz固定頻率PWM機制的TPS6513x,正是提供電源給OLED顯示器的理想選擇。雖然在負載電流范圍內,提供高精確度的穩壓輸出對于電壓驅動(dòng)的液晶顯示器特別重要,但它對于電流驅動(dòng)的OLED顯示器并不會(huì )構成太大問(wèn)題。
有些顯示器在戶(hù)外使用時(shí)需要較大的電流,在室內則可將電流減少,它們還必須在很寬廣的負載電流范圍內提供很高的電源效率。由于標準升壓轉換器只能在目標負載電流下實(shí)現最佳效率,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)負載電流范圍內都能維持很高的工作效率。
隨著(zhù)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、數字相機和口袋型計算機屏幕的應用潛力都很驚人。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顯示器驅動(dòng)組件也會(huì )變得更先進(jìn),OLED偏壓電源供應電路則將開(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。對于電源供應組件技術(shù),主要挑戰則在于如何同時(shí)提供高效率和最小體積的解決方案。
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