新闻中心

EEPW首页 > 光电显示 > 设计应用 > OLED驱动电源电路方案解析

OLED驱动电源电路方案解析

作者:时间:2017-10-11来源:网络

功能先进的渐成为现今消费电子产品的重要特色,这些新型所发挥的作用,通常会强化使用者对于整体产品的印象,而这样的印象最终会决定该产品在 市场上会多成功。使用者在面对行动电话和口袋型计算机时,对新型的印象尤为重要,因为高分辨率彩色屏幕已成为这些产品的必备功能。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201710/365562.htm

多种新型显示技术正扩大其市场占有率,包括新出现的显示器在内,它们拥有超高的对比值、快速的响应时间和宽广的视角。就像其它新技术一样,厂商正利 用不同的LED材料(聚合物或小分子)、主动或被动矩阵控制、电流和电压驱动技术,以及不同的偏压供应电路来评估和制造不同的解决方案。

本文将讨论各种技术和适当的偏压电源供应电路,而关于技术和驱动方法的选择,也会影响电源供应电路的需求。工程师所面临的挑战为如何选择最适当的电源供应电路,以便支持电池供电型可携式装置,以及特定OLED显示器的需求。

被动矩阵显示器需要一组电源升压转换器

矩阵OLED屏幕是目前的市场主流,主要用于行动电话,大多数做为贝壳型手机的外屏幕。对于仍在初期阶段的OLED技术来说,这些单色或双色被动矩阵显示 器是最理想的应用对象。图1是这类显示器的简单示意图,它的寻址方式非常类似标准的被动矩阵液晶显示器。主要区别在于OLED是一种电流驱动型装置,因此 OLED显示器的驱动电路就和液晶显示器有所不同。

图1:被动矩阵OLED显示器的简单示意图

动矩阵OLED显示器需要一组正电压来做为它的电源或偏压,这组正电压和液晶显示器所使用的电压非常类似,它必须提供低功耗和高效率,解决方案的体积也 要很小。随着显示器尺寸和分辨率不同,OLED驱动组件需要15V到20V之间的电压,因此电感式升压转换器是最理想的解决方案。

输入端与输出端的电气隔离是OLED偏压电源供应的另一项重要要求,这在选择电源供应时非常重要。标准升压转换器所用的萧特基二极管,会提供一条从输入 到输出的直接路径,使输出电压大约等于输入电压;但若应用系统需要开机或关机的电源顺序功能,或是将关机模式的泄漏电流减至最小,这个路径就会成为问题来 源。图2所示组件利用内建MOSFET开关切断输入和输出之间的联机。

图2:升压转换器将OLED显示器的输入与输出隔离

主动矩阵显示器需要正负偏压电源供应

若应用需要较高分辨率、较大显示面积、更高对比和快速反应时间,它们可以使用图3所示的主动矩阵OLED显示器。

图3:主动矩阵显示器的简单示意图

OLED像素的导通和寻址是由主动开关控制,这个开关则由薄膜晶体管担任,它的制造技术和TFT液晶显示器完全相同:电流源已经简化到只需要一个 MOSFET与OLED串联。有些设计会使用电压驱动架构,有些则采用电流驱动架构,所有设计都需要二至四颗,甚至更多的整合式薄膜晶体管。

?克服不同颜色OLED像素的不同老化速度问题,某些解决方案会在电路中整合一颗光敏晶体管,由它来设定较大的OLED电流,避免像素亮度随着时间减 弱。低温多晶硅(LTPS)基板的组件结构较小,因此若工程师想在基板上做出更多的主动组件,这将是一项优点。目前这种基板所用的技术有两种,分别是低温 多晶硅和非晶硅。

除了提供正负电压做为视频讯号驱动器的电源之外,主动OLED显示器的偏压电源供应电路还必须提供偏压,让列选择(rowselect)薄膜晶体管能够导 通和截止。由于偏压的电压值很高,所以电感性升压转换器是最合适的解决方案。为了将解决方案的体积减至最小,图4所示的完全整合式升压转换器,除了会提供 正电压之外,还利用反相器来提供负电压。

图4:单颗组件同时提供正电压和负电压

为了将关机模式的泄漏电流减至最少,同时替正电压提供电源顺序功能,图4中的组件会控制另一颗采用SOT-23或更小封装的外接MOSFET晶体管 (Q1)。这颗组件使用锂离子电池做为输入电源(2.7V至5.5V),并提供高达+15V和-15V的输出电压,以及整合式800mA/2A的开关限流 功能,使得输出电流最高可达200mA。

欲提供电源给OLED显示器,输出电压涟波必须很小,开关频率也必须固定,才能将OLED显示器的画面失真和交互耦合效应减至最少。就此而言,采用 1.38MHz固定频率PWM机制的TPS6513x,正是提供电源给OLED显示器的理想选择。虽然在负载电流范围内,提供高精确度的稳压输出对于电压 驱动的液晶显示器特别重要,但它对于电流驱动的OLED显示器并不会构成太大问题。

有些显示器在户外使用时需要较大的电流,在室内则可将电流减少,它们还必须在很宽广的负载电流范围内提供很高的电源效率。由于标准升压转换器只能在目标负 载电流下实现最佳效率,因此TPS65130还另外提供一种可由使用者选择的「省电模式」,它能将开关频率和静态电流降低,使得组件在整个负载电流范围内 都能维持很高的工作效率。

随着OLED技术逐渐成熟,它的市场占有率也会不断上升,这种技术在手机、数字相机和口袋型计算机屏幕的应用潜力都很惊人。主动矩阵显示器将来可能取代被 动矩阵显示器成为市场主流,OLED显示器驱动组件也会变得更先进,OLED偏压电源供应电路则将开始微小化和特殊化,这在本文所介绍的部份解决方案中都 曾加以讨论。对于电源供应组件技术,主要挑战则在于如何同时提供高效率和最小体积的解决方案



评论

技术专区

关闭