OLED電源設計

有機發光二極管（OLED）的最大特色在于它是自發光體，不需要背光源和彩色濾光片，厚度比LCD薄; 此外，它還具有更寬的視角范圍、更快的反應速度、更低的驅動電壓，色彩和對比度也相對比LCD高，理論上可以達到更低耗，設計簡單，是繼LCD之后得到廣泛認可的顯示器明星。雖然OLED擁有如此多的優勢，但其壽命比LCD短，因為OLED是電流驅動的自發光體，其材料與元件壽命相對縮短。
OLED的電源規格
一般小尺寸的OLED需要一組正電壓(Vdd)和一組負電壓(Vss)供電，電源架構可分為數碼相機與手機架構兩種。數碼相機電源規格是：Vdd電壓范圍為3V 至6V, Vss電壓范圍為-7V至-10V；手機電源規格是：Vdd電壓大約為2.5V, Vss電壓范圍為-7V至-10V。而這兩種產品的輸入電源通常為一節鋰電池，電壓范圍大約為 3V至4.2V。
數碼相機Vdd解決方案
由于Vdd電壓范圍為3V 至6V，所以Vdd電源架構應該是Buck/Boost或Boost。如果我們一時找不到Buck/Boost架構的電源, 也可利用非常普遍的Buck架構，將其設計成Buck/Boost結構，利用一組普通的降壓電源控制IC, 只要外加一個MOSFET和一個輸出二極管，便可設計成Buck/Boost輸出, 如圖一所示。這個穩壓器的工作原理是當Lx為高電壓時, 電感電流按照Vin/L的斜率而增加；Lx為低電壓時, 電感電流便按照(Vout+VD)/L的斜率而減少。輸入和輸出電流為斷續方式，它允許輸出電壓高于或低于輸入電壓。輸出電壓是輸入電壓和占空比的函數:

從上述公式可以看出：如需得到較高或較低的輸出電壓，只要控制1/1-D的比值即可。

圖一、用降壓電源IC設計升/降壓電源
設計者也可以直接用一組Buck/Boost電源IC產生所需要的電壓輸出, 圖二便是一組直接升/降壓轉換IC。它結合了一組升壓轉換器和線性穩壓器，提供既可以升壓，也可以降壓的轉換方案。這個轉換器在輸入電壓高于或低于輸出電壓時能夠提供一個穩定的輸出，允許輸入范圍：1.8V至11V，可預置為3.3V或5V輸出，也可以使用兩個分壓電阻得到可調節的輸出電壓：1.25V至5.5V，效率可達85%。如果需要3.5V至4V之間的輸出,可以用升壓轉換器與線性穩壓器相組合的方式實現。如：MAX1606升壓轉換器與MAX8512線性穩壓器的組合。

圖二、升/降壓型電源

從降低成本的角度出發，可以選擇電荷泵，無需電感和輸出二極管, 例如MAX1759電荷泵采用升/降壓結構，產生一路穩定的輸出。盡管它的工作頻率高于1.5MHz, 仍可保持低至50uA的靜態電流。
有些設計者為了追求較高的轉換效率, 選擇了升壓方式，產生一組高于輸入的穩定輸出, 如圖三的升壓架構。由于功率開關MOSFET是外置的, 可提供較大的輸出功率。在輸出功率許可的條件下，也可以選擇內置MOSFET功率開關的升壓轉換器，如MAX1722, 可有效節省空間、降低成本。

圖三, 升壓型電源轉換器
手機Vdd解決方案
對于手機Vdd，可以選擇Buck電路提供所需要的電壓。圖四便是一個內置MOSFET功率開關的同步降壓結構，可提供400mA的輸出電流。工作頻率高達1.2MHz, 允許設計者選用小尺寸的電感和輸出電容, 效率高達90%以上。
負電壓Vss解決方案
圖四、降壓型轉換器提供手機所需的Vdd

如上所述, 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電源IC。如圖五所示，以懸浮接地架構產生負電壓Vss, 其原理為: 將正常輸出接在輸入電源的地, 從這個轉換器的地端得到穩定的負壓輸出, 如果需要不同的輸出電壓, 可以將兩個電阻跨接在輸出與FB之間, 設置輸出電壓。

圖五, MAX1836/MAX1837反相配置
也可以選擇負電壓輸出轉換器, 圖六便是常用的PWM負壓轉換器, 外部元件少、設計簡易, 工作在固定頻率的PWM結構干擾較小。

圖六、反相轉換器

結論
雖然OLED是新興的技術產業, 其規格還不是非常明確, 但供電電源架構基本不變。iSuppli研究顯示，在顯示器從單色轉換至彩色的需求帶動下，OLED顯示器市場預計可在2006年達到10億美元的規模。
OLED具有自發光、超薄等優勢成為DSC、掌上游戲機或手機等產品的理想選擇，這些產品都極具發展前景。總之，技術與市場潛力是一個產業成長的關鍵因素。在技術上，國內OLED廠商的努力已相當受到肯定，若能進一步提升品牌效應、產品定位上的實力，必將在逐步起飛的OLED產業中立定卓越的地位。