OLED的電源管理

　　在今后的幾年內，有機發光二極管（OLED）無疑將突破手機副屏這一目前的主要應用領域。韓國市場調研公司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品的生產商開始采用OLED，其全球銷售量今年將增長64%（從2005年的6100萬件到2006年的約1億件）。

　　與傳統LCD技術相比，OLED技術有很多優勢，因此帶來了銷售量的高速增長。OLED是在導體間放置一系列有機薄膜制成的，自身發光，無須背光，因此要比TFT或有源矩陣LCD的構架簡單。OLED的封裝更薄，正適合用于空間受限的便攜系統。除了上述這些優勢，OLED還實現了更豐富的色彩和更寬的視角。

　　但這些并不意味著這種新的顯示技術已經發展的和LCD技術一樣成熟了。OLED技術還面臨著很多挑戰。良品率低一直是個問題，尤其是當尺寸增大的時候。現在大多數OLED產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間。不過，制造商已不斷取得新的進展。

　　OLED的價格也是一個障礙，和同類的LCD相比，它的價格仍然偏高。另外，顯示屏的使用壽命也是一個挑戰。OLED的壽命最近才剛剛能夠超過手機的平均使用壽命。當然，隨著制造工藝日漸成熟，制造商的經驗愈加豐富，OLED在質量和壽命上與現有LCD方案之間的差距會不斷縮小甚至消失。

　　電源管理的挑戰

　　當OLED的良品率不斷提高使得價格下降，便攜系統的設計者采用OLED時就會面臨另一個挑戰——如何給這一新的顯示技術供電。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波動的負載曲線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鍵的。眾所周知，其拓撲結構對右半平面零點特性極其敏感，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，以避免振動對顯示的色彩和亮度的影響。因此，設計者需要瞬態響應足夠快的升壓轉換器和高度精密的反饋回路來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便的控制其明暗度和操作狀態。對這種功能的要求在未來幾年會越來越高。目前，1.5英寸的OLED副屏需要在10～18V范圍的兩個輸出電壓，以后的設計中可能會需要更多的電壓水平。

　　在便攜系統設計師看來，使用升壓轉換器的另一個難題是漏電流問題。設計師通常要在整個設計過程中都考慮到將漏電流最小化以延長電池的壽命。但由于開關升壓轉換器的固有特性，電源和輸出負載間的漏電流問題在任何操作狀態都存在，關掉顯示屏也不例外。

　　電源管理技術的新進展

　　雖然電源管理產品的制造商已經著手處理這些問題，但是目前市場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？

　　首先是快速的瞬態響應。最近市場上已有開關頻率高達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 通過遲滯控制機制，AAT1230獲得了快速的瞬態響應

　　圖1比較了AAT1230與傳統升壓轉換器的響應速度。此外，由于AAT1230開關頻率高，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采用增加1個外部MOSFET和控制器在顯示屏不使用時隔離電源和輸出負載的方法來處理漏電流的問題。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，電源管理產品的生產商開始采用在升壓轉換器封裝里集成1個串聯隔離開關的方法來解決這個問題。當EN/SET為低時，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，市場上有一部分升壓轉換器使設計者能通過從一個邏輯引腳激活兩個不同的參考水平來支持現有的OLED模塊。

　　將來的OLED應用會需要更復雜的控制機制，編程輸出很多不同的亮度水平。為了達到這個要求，設計者應該選擇能夠簡單的通過串行總線接口編程實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品的設計中都是最重要的，縮小產品的尺寸是降低成本贏得市場的關鍵。因此，設計者需要盡可能選擇尺寸小的升壓轉換器。