我想花點(diǎn)時(shí)間解釋我們的設(shè)計(jì)工程師如何使用TPS65138電源驅(qū)動(dòng) AMOLED 顯示器。

有源矩陣 OLED（有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管或AMOLED）是一種用于移動(dòng)設(shè)備和電視的顯示技術(shù)。OLED 描述了一種特定類(lèi)型的薄膜顯示技術(shù)，其中有機(jī)化合物形成電致發(fā)光材料。AMOLED的基礎(chǔ)是有機(jī)物發(fā)光體，成千上萬(wàn)個(gè)只能發(fā)出紅、綠或藍(lán)色這三者顏色之中的一種的光源被以一種特定的形式安放在屏幕的基板上，這些發(fā)光體在被施加電壓的時(shí)候會(huì)發(fā)出紅、綠或者藍(lán)色，電壓的變換同樣需要依靠TFT，在調(diào)節(jié)三原色的比例之后，才能發(fā)出各種顏色。“有源矩陣”是指像素尋址背后的技術(shù)。

（AMOLED）驅(qū)動(dòng)方式。無(wú)源OLED屬于電壓驅(qū)動(dòng)型，驅(qū)動(dòng)方式比較簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)視電流決定灰階，在小尺寸、普通顯示產(chǎn)品上，分辨率和畫(huà)質(zhì)不錯(cuò)，但要實(shí)現(xiàn)大尺寸、同時(shí)要減少電量消耗、延長(zhǎng)電池使用時(shí)間，就必須考慮使用有源OLED驅(qū)動(dòng)方式了。有源OLED屬于電流驅(qū)動(dòng)型，在電流整流性較無(wú)源OLED驅(qū)動(dòng)方式佳，且不易產(chǎn)生漏電。同時(shí)使用低溫多晶硅（Poly-si）TFT技術(shù)時(shí)，電流可以產(chǎn)生阻抗較低的小型TFT，符合現(xiàn)今OLED顯示器大尺寸、大屏幕的需求。

一般來(lái)說(shuō)，OLED完整的驅(qū)動(dòng)顯示系統(tǒng)，除了由像素單元電路構(gòu)成的矩陣顯示屏以外，還應(yīng)該包括驅(qū)動(dòng)IC（行、列控制/驅(qū)動(dòng)電路）、單片機(jī)控制電路等。

不斷發(fā)展的 AMOLED 顯示器需要新一代的電源 IC。通過(guò)控制使用兩個(gè)電感的兩個(gè)單獨(dú)的電源環(huán)路，一些 IC 滿(mǎn)足了對(duì)于正、負(fù)電壓的需求。一個(gè)單獨(dú)電感的多輸出轉(zhuǎn)換器可以用于實(shí)現(xiàn)更小的解決方案尺寸、更少的組件數(shù)量以及更低的設(shè)計(jì)成本。利用正、負(fù)電壓之間相對(duì)緊密匹配的負(fù)載電流，電感的兩端都可以被用于提供兩個(gè)穩(wěn)壓軌。

TPS65138設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)需要正極和負(fù)極供電軌的AMOLED顯示器（有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管）。該裝置集成了boost變換器和逆變buck-boost變換器，適用于電池供電產(chǎn)品。數(shù)字控制引腳（CTRL）允許以數(shù)字步長(zhǎng)對(duì)負(fù)輸出電壓進(jìn)行編程。TPS65138采用了一種新技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)出色的線路和負(fù)載調(diào)節(jié)。這是為了避免移動(dòng)電話(huà)傳輸期間發(fā)生的輸入電壓干擾對(duì)AMOLED顯示屏造成干擾。

▲ 特征：
●2.9V至4.5V輸入電壓范圍
●0.8%輸出電壓精度V-POS
●優(yōu)良的線路暫態(tài)調(diào)節(jié)
●300mA輸出電流
●固定4.62V正輸出電壓
●數(shù)字可編程VNEG
■TPS65138：-2.2V低壓-6.2V
■ TPS65138A：-2.2V至-5.2V
●-VNEG的4.9V默認(rèn)值
●短路保護(hù)
●熱壓下
●3毫米x 3毫米QFN封裝

驅(qū)動(dòng) AMOLED 的挑戰(zhàn)： AMOLED 顯示器由 OLED 像素矩陣組成，這些像素矩陣已沉積或集成到薄膜晶體管 (TFT) 陣列上。它們?cè)陔娂せ顣r(shí)產(chǎn)生光，并用作一系列開(kāi)關(guān)來(lái)控制流向每個(gè)單獨(dú)像素的電流。通常，這種連續(xù)電流由每個(gè)像素上的至少兩個(gè) TFT 控制，一個(gè)用于啟動(dòng)和停止對(duì)存儲(chǔ)電容器的充電，第二個(gè)用于提供電壓源，該電壓源需要為像素產(chǎn)生恒定電流并消除無(wú)源矩陣OLED操作所需的非常高的電流。

1) 輸出電壓紋波應(yīng)盡可能低：需要在 Vdd 處提供穩(wěn)定的正電壓，以使顯示屏上沒(méi)有水平條。

2) 可變負(fù)載電流：對(duì)于 100% 白色圖片，電流可以最大，即 300mA，但對(duì)于非白色圖片內(nèi)容，電流急劇下降。它的平均電流幾乎為 30mA，在屏幕保護(hù)模式或暗內(nèi)容模式下可低至 1mA 至 5mA。顯示器通常在低電流下運(yùn)行。

3) 所需的解決方案尺寸?。?/span>最少的外部元件數(shù)量

TI 的TPS65138以各種可衡量的優(yōu)勢(shì)應(yīng)對(duì)上述每一項(xiàng)挑戰(zhàn)：

· 瞬態(tài)響應(yīng)：對(duì)于 2.9V 至 4.5V 的輸入電壓瞬態(tài)，Vpos 上的輸出紋波電壓 < 10mV(pp)。

圖 2. 線路瞬態(tài)（Iout = 50mA，VIN 下降）

· 高負(fù)載效率： AMOLED顯示器黑屏功耗為零，白屏功耗最大。鑒于我們的大多數(shù)用戶(hù)界面都是白色背景，重載效率是客戶(hù)關(guān)心的。

圖 3 效率圖

· 具有固定輸出電壓和內(nèi)部開(kāi)關(guān)的最小解決方案：TPS65138 的 EVM僅有 9 個(gè)外部組件，總 PCB 面積 < 1.2cm 2（組件安裝在電路板的單面）