OLED的電源管理

　　在今后的幾年內，有機發(fā)光二極管（OLED）無(wú)疑將突破手機副屏這一目前的主要應用領(lǐng)域。韓國市場(chǎng)調研公司DisplayBank的研究表明，由于更多的數碼相機、MP3播放器和掌上游戲機等便攜產(chǎn)品的生產(chǎn)商開(kāi)始采用OLED，其全球銷(xiāo)售量今年將增長(cháng)64%（從2005年的6100萬(wàn)件到2006年的約1億件）。

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

　　但這些并不意味著(zhù)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(zhù)很多挑戰。良品率低一直是個(gè)問(wèn)題，尤其是當尺寸增大的時(shí)候?，F在大多數OLED產(chǎn)品的尺寸都相對較小，要達到筆記本電腦顯示屏的尺寸還需要幾年時(shí)間。不過(guò)，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(lèi)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。OLED的壽命最近才剛剛能夠超過(guò)手機的平均使用壽命。當然，隨著(zhù)制造工藝日漸成熟，制造商的經(jīng)驗愈加豐富，OLED在質(zhì)量和壽命上與現有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

　　當OLED的良品率不斷提高使得價(jià)格下降，便攜系統的設計者采用OLED時(shí)就會(huì )面臨另一個(gè)挑戰——如何給這一新的顯示技術(shù)供電。OLED與LCD的負載情況有很大區別。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)的負載曲線(xiàn)需要供電電源能夠適應負載的快速變化并保持穩壓。因此，OLED必須要由能快速響應的升壓轉換器供電。

　　升壓轉換器能夠穩定的操作是最關(guān)鍵的。眾所周知，其拓撲結構對右半平面零點(diǎn)特性極其敏感，這使得保持控制系統回路穩定比較困難。

　　供電系統必須在不同的負載電流和電壓間快速轉換，以避免振動(dòng)對顯示的色彩和亮度的影響。因此，設計者需要瞬態(tài)響應足夠快的升壓轉換器和高度精密的反饋回路來(lái)保持控制系統的穩定。

　　不僅如此，OLED所需的升壓轉換器還要有相對復雜的控制機制以簡(jiǎn)便的控制其明暗度和操作狀態(tài)。對這種功能的要求在未來(lái)幾年會(huì )越來(lái)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，以后的設計中可能會(huì )需要更多的電壓水平。

　　在便攜系統設計師看來(lái)，使用升壓轉換器的另一個(gè)難題是漏電流問(wèn)題。設計師通常要在整個(gè)設計過(guò)程中都考慮到將漏電流最小化以延長(cháng)電池的壽命。但由于開(kāi)關(guān)升壓轉換器的固有特性，電源和輸出負載間的漏電流問(wèn)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(zhù)手處理這些問(wèn)題，但是目前市場(chǎng)上完善的解決方案極少。設計者對為OLED供電的升壓轉換器有哪些期待呢？

　　首先是快速的瞬態(tài)響應。最近市場(chǎng)上已有開(kāi)關(guān)頻率高達2MHz的升壓轉換器，對負載變化有快速的響應，如AnalogicTech公司的AAT1230。

圖1 通過(guò)遲滯控制機制，AAT1230獲得了快速的瞬態(tài)響應

　　圖1比較了AAT1230與傳統升壓轉換器的響應速度。此外，由于A(yíng)AT1230開(kāi)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。

　　便攜系統的設計者一般情況下會(huì )采用增加1個(gè)外部MOSFET和控制器在顯示屏不使用時(shí)隔離電源和輸出負載的方法來(lái)處理漏電流的問(wèn)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，也導致設計更復雜，成本更高。

　　近來(lái)，電源管理產(chǎn)品的生產(chǎn)商開(kāi)始采用在升壓轉換器封裝里集成1個(gè)串聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。當EN/SET為低時(shí)，這種方法能有效的隔離負載和電源，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。

　　控制機制也在迅速變化。目前，市場(chǎng)上有一部分升壓轉換器使設計者能通過(guò)從一個(gè)邏輯引腳激活兩個(gè)不同的參考水平來(lái)支持現有的OLED模塊。

　　將來(lái)的OLED應用會(huì )需要更復雜的控制機制，編程輸出很多不同的亮度水平。為了達到這個(gè)要求，設計者應該選擇能夠簡(jiǎn)單的通過(guò)串行總線(xiàn)接口編程實(shí)現不同電壓水平的升壓轉換器。

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