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标题: 为手持设备的被动式OLED显示器供电 [打印本页]

作者: admin 时间: 2014-10-11 15:06
标题: 为手持设备的被动式OLED显示器供电
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　作者：Mike Jennings Intersil公司

　　OLED或有机发光二极管显示器是一项带来显示器领域变革的新技术。有机材料在有电流通过时发光，基于这种原理，OLED和现在采用的LCD（液晶显示器）技术相比有许多优点。其中一个优点就是制造简单，这将导致更低的制造成本，其他的性能优点还包括更快速的响应，更宽的视角，更低的功率，更亮和更高的对比度。另一个优点就是节省了电源，使显示器的厚度达到1mm！

　　和LCD显示器类似，OLED也有被动阵列和主动阵列模式。被动阵列模式下，显示器象一个二极管构成的网格。每次使用外部驱动电路时，每行就点亮一个二极管。主动阵列显示器内部包含晶体管，意味着每个像素一直发光。然而，和LCD不同的是，OLED是由电流驱动的。这增加了主动阵列设计的复杂性，现在大多数产品都使用被动阵列设计。这些PMOLED广泛用在手机，车用立体声装置，MP3和其他消费产品中。

为OLED显示器供电

　　因为现在许多OLED都用在便携式应用中，所以功耗大小是非常重要的。电源IC的设计必须要有最高的效率，并尽可能多的节省电量以延长电池寿命，特别是当显示器不工作时。

　　OLED显示器的电源要求取决于很多因素。由于显示器是由电流驱动的，峰值电流的需求取决于同时需要点亮的总的像素数量以及所能驱动的最大电流。额外电流也可被显示器的驱动电路消耗。所需的电压取决于二极管的正向压降，二极管连接处的压降和显示器驱动器所需的压降（图1）。

图1. OLED显示器驱动电路。

在这个应用中，所需的最大电压为：

Vdiode + Idiode ×(Rcol + Rrow) + VCD + VRD 　（1）

其中：

● Vdiode是二极管的正向压降

● Idiode是二极管的电流

● Rcol是列连接的电阻

● Rrow是行金属电阻

● VCD是列驱动器所需的开销

● VRD是行驱动器所需的开销

典型应用中，这一电压约为20V。

峰值电流为：

Idiode x Xpixels+ICD+IRD　　　　　　　　　　（2）

● Idiode是二极管的电流；

● Xpixels是同时点亮的像素数。

　　在使用LCD显示器的便携式设备中，一定时间内无操作后通常都会关闭背景灯，而显示器完全断电还需要几秒的时间。使用OLED显示器就没有背景灯了。因此，显示器在一段时间不活动后会变暗，然后关闭。在等式1中，可以看成是如果显示器电流减小，所需的最大电压也减小。在电源电压不变的典型应用中，列驱动器会使这个额外电压下降，导致额外的功耗。这是能源的浪费。通过减小电源电压，列驱动器将不再浪费能量，系统效率也将增加。

图2. 典型的ISL97702电路。

ISL97702介绍

　　Intersil公司的ISL97702是专为便携式应用中为PMOLED显示器供电而设计的。该器件的特点是有一个非常高效的升压转换器，可以节省电量。它也提供一个非常小的元件解决方案和小的QFN封装以减小便携式设备的尺寸。ISL97702使用的复杂控制电路是便携式应用中目前最先进的电源IC。该器件的典型电路如图2所示。

升压转换器

　　ISL97702中集成的升压转换器的工作电源为2.3V到5.5V。这包括了锂离子的全部输入范围，当然也能够在其他3V到5V电源下操作。ISL97702集成了1.2A的升压FET和肖特基二极管，仅需要非常少的外部元件。它支持的输出电压高达28V，效率达到90%。和同类方案，甚至同步结构的产品比，它极有力竞争。ISL97702选用异步拓扑结构，因为低电流应用中第二个集成FET工作所需的电源以及电路，通常超过了同步结构的承受力。使用Intersil专有的电源IC设计工艺，进一步提高了ISL97702的效率。

双输出电压选择

　　ISL97702也包括双反馈设计。通过SEL脚的状态，可选择两种反馈网络中的一种，控制输出电压的电平。该特性可以支持典型的PMOLED应用中亮->暗->关三种模式的选择。两种反馈电路在所有温度下的输出精度都优于±2.5%。

输入电压断开
　　ISL97702在升压电路的输入端集成了一个断开开关。当器件禁用时，开关打开以断开OLED显示器，驱动器和反馈网络，不会产生漏放电流。这就降低了电池消耗，延长了给便携式设备充电所需的时间。在断电模式下，ISL97702本身的功耗小于3礎。

时钟同步

　　ISL97702正常工作时使用内部1MHz的振荡器。然而SYNC输入可使ISL97702的开关频率与外部600kHz到1.4MHz的时钟源相同步。这在一些频率干扰其他设备，或两个转换装置产生不同步的拍频在便携式应用中是非常有用的。

软启动控制

　　当ISL97702启用时，或它从检测故障（见故障检测）中恢复时，器件进入软启动模式。该模式消除了可导致电池电源电压偏差，影响系统其他元件工作的起动电流。在这种模式下，当输出电容第一次连接时，通过输入电压断开开关的电流被控制，因此没有电流尖脉冲。当升压转换器开始工作时，电流限制值逐步升高，也确保不出现输入电流尖脉冲。

故障检测

　　ISL97702也集成了若干保护电路以确保IC和外部元件被保护。

　　低电压锁定确保器件工作在输入电压高于正常工作所需的最小值的情况下。

　　过流保护监控输出电流，当过载电流被限制一段时间后，重新启动ISL97702。

　　过压锁定在输出电压超过允许的最大值时，使ISL97702停止工作。一旦清除，ISL97702进入启动模式。

　　过热保护在模片温度超过允许的最大值时关闭ISL97702。

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