OLED的電源高效設計方案
OLED 的電源規格需求
一般小尺寸的 OLED 的電源,需一組正電壓( Vdd )輸出,與一組負電壓( Vss )輸入,而電源的架構,可分為數位相機與手機的架構兩種。數位相機的電源規格其 Vdd 電壓范圍 為 3V 至 6V ,而 Vss 電壓范圍為 -7V 至 -10V 。手機的電源規格其 Vdd 電壓范圍大約為 2.5V ,而 Vss 電壓范圍為 -7V 至 -10V 。而這兩種產品 的輸入電源通常為一顆鋰電池,所以電壓范圍大約為 3V 至 4.2V 。
數位相機 Vdd 的解決辦法
由于數位相機的 Vdd 電壓范圍為 3V 至 6V ,所以 Vdd 電源架構應該是 Buck/Boost 或是 Boost 的架構。如果一時找不到 Buck/Boost 架構的電源輸出,也可利用非常普遍的 Buck 架構來設計成 Buck/Boost 架構。只要利用一組普通的降壓電源控制 IC ,外加一 MOSFET 及一輸出二極體便能設計成 Buck/Boost 輸出,如圖 1 所示。這個穩壓器的工作原理是當 Lx 為高電壓時,電感電流隨 Vin/L 的斜率而增 加。而 Lx 為低電壓時,電感電流便隨( Vout+VD ) /L 的斜率而減少。輸入和輸出的電流為斷續的方式,它允許輸出電壓比輸入電壓更大或者更小。其輸出 電壓是輸入電壓和周期功率的函數:
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以及周期功率算式為:
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圖 1 利用降壓電源 IC 設計成升降壓型
從 上述的式子可得知輸出電壓與輸入電壓和周期的關系,想得到較高或較低的輸出電壓只要控制 1/1-D 的比值大小即可。設計者也可以直接使用一組 Buck/Boost 電源 IC ,來產生所需的電壓輸出,如圖 2 便是一組直接昇降壓的 IC 。其結合一組升壓轉換器與線性穩壓器來提供可升壓也可降壓的電壓轉 換器。這個轉換器為輸出電壓以下和超出的輸入提供一個穩定的輸出電壓。它可從 1.8V 到 11V 輸入范圍和預置 3.3V 或者 5V 的輸出。也能夠把這個輸出電 壓使用兩個電阻分壓從 1.25V 至 5.5V ,其效率大致上可高達 85% 。如果需要的輸出電壓是在 3.5V 至 4V 之間,可以用組合的方式來產生一組升降壓的 輸出,設計者只需要一組升壓轉換器與一組線性穩壓器便行,例如 MAX1606 升壓轉換器與 MAX8512 線性穩壓器的組合。
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介紹 OLED 的正電壓 Vdd 輸出之后,接著介紹 OLED 的負電 Vss 輸出。就如同前文所敘述,如果設計者臨時找不到合適的負電壓輸出電源 IC ,亦可 使用 Buck 架構的電源 IC 。如圖 5 以漂浮接地線架構來產生負電壓 Vss ,其原理為:透過正常的輸出,連接在供給電壓地線上,迫使轉換器的地線穩壓而產生 一組負電壓輸出,如果需要不同的輸出電壓,只要以兩顆電阻跨接輸出電容。
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