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Che alimentano gli OLED: la cura e l'alimentazione del display organici

Edit: Fiammata Display Technology Co., Ltd      Date: Oct 28, 2015

【R & D dipartimento di Blaze Display】 Miglioramento dei raccolti e diminuendo i costi di produzione stanno contribuendo ad una rampa costante nell'utilizzo di display OLED (organic-luce-emettere-diodo) . In risposta, diversi produttori di semiconduttori hanno cominciato ad offrire ICs convertitore di potenza a OLED- e LCD-bias fornisce che danno ai progettisti OEM flessibilità in come implementare il sottosistema di alimentazione del display. Anche se i creatori di IC non hanno ottimizzato rigorosamente questi controllori di potenza pergli OLED, questi dispositivi aiutano a preservare l'efficienza energetica superiore di OLED´ s e sfruttare le economie di scala che il segmento LCD del mercato display offre.

Tra le prime applicazioni commerciali per gli OLED monocromatici erano piccole, a bassa risoluzione, pannello frontale display nella strumentazione di misura portatile e in dispositivi di intrattenimento. Poiché i processi di fabbricazione hanno maturato, la tecnologia ha goduto di grande successo commerciale come schermi secondari a conchiglia telefoni cellulari.

Colore OLED prima trovato case in videocamere analogiche e digitali e nelle fotocamere digitali come mirini oculare, in cui si adattano bene con OEMs´trends verso telecamere più piccole, più alta risoluzione. Da quei primi colore OLED, display produttori stanno migliorando i processi di fabbricazione e visualizzare disegni per ridurre i costi, migliorare le prestazioni e aumentare la robustezza.

A differenza dei LCD, che si comportano come persiane traslucidi controllato in tensione, gli OLED sono emettitori di luce e quindi non hanno bisogno di una retroilluminazione. Corrente display OLED offrono maggiore efficienza energetica, qualità dell'immagine, robustezza e prestazioni a bassa temperatura del fare affissioni a cristalli liquidi. Per il momento, sono anche più costosi, ma continui miglioramenti del rendimento e penetrazione del mercato si stanno riducendo la differenza di costo. Inoltre, come iSuppli Director of Technology e strategico ricerca Kimberly Allen sottolinea, "brevetti [tecnologia OLED] originali di Kodak$ $$ s stanno cominciando a scadenza." Il carico di tassa di concessione di licenze associato che OLED fornitori hanno stato cuscinetto similarmente è in scadenza. Produttori di LCD hanno risposto, e le differenze dei prezzi continuano a favorire loro display, considerando che l'efficienza e la qualità dell'immagine Vai al display OLED.

Non tutti i display OLED sono creati uguali; i requisiti di alimentazione riflettono le loro differenze. Le due strutture fondamentali display sono a matrice passiva e a matrice attiva. "I materiali sono simili... ma, perché guidiamo PMOLED (OLED a matrice passiva) con corrente superiore, abbiamo più cadute di tensione. Così [PMOLEDs richiedono] fino a 20V e inferiore a 10V per l' AMOLED (OLED a matrice attiva) perché le correnti sono molto più piccole, "osserva la STMicroelectronicsOLED Product Line Manager Joel Roibet. "Le correnti sono nella gamma di decine o centinaia di microampere per colonna per display PMOLED; alcune decine o anche cifra microampere per colonna in AMOLED."

Complica le prospettive di alimentazione è il fatto che "molti a matrice attiva LCD [e] OLED... sottosistemi in telefoni cellulari, fotocamere digitali e altri dispositivi portatili richiedono positive e negative forniture di polarizzazione bassa corrente," osserva avanzate tecnologie analogica Vice Presidente Jan Nilsson. Il AAT3190 da Advanced Technologies Analogic risolve questo requisito generando forniture sia positive che negative con un gettone utilizzando un'architettura dual-carica-pompa auto-avvitamento che opera a una frequenza di commutazione nominale di 1MHz. La pompa di carica si sviluppa uscite regolabili per un massimo di ±25V da un alimentazione unipolare di 2.7 a 5.5 v.

Il regolatore di tensione non richiede nessun induttori, che spesso sfidano i limiti di altezza della scheda in piccoli dispositivi portatili. Invece, ogni pompa unità fasi di moltiplicatore diodo/condensatore esterno. Si possono cascata fasi di moltiplicatore per ridimensionare le tensioni di uscita. Un partitore resistivo esterno su ogni uscita fornisce un segnale di retroazione al convertitore. La tolleranza sulla tensione di regolamento di feedback è 50 mV, o circa il 4% per l'alimentazione positiva e 100 mV per il negativo. I perni di azionamento della pompa di chip´s possono fornire ad un assoluto max 200 mA e avanzate tecnologie analogiche caratterizza il regolamento di efficienza e carico di part´s a 40 mA. Perché i perni di due unità pompa tutte le fasi per la loro polarità determinata, la corrente di carico, che la cascata di moltiplicatore in grado di fornire scale inversamente con il numero di fasi.

Il $1,73 (1000) AAT3190 fornisce soft-start, blocco di sottotensione e una modalità di spegnimento che riduce la converter´s quiescente che corrente da un massimo di 800 µA a non più di 1 µA. Advanced Analogic Technologies offre il AAT3190 in MSOP-8 e TSOP-12 pacchetti.

Per applicazioni unipolare-display, Fairchild Semiconductor offre il convertitore boost FAN5331. Come il AAT3190, il FAN5331 funziona a una frequenza di commutazione elevata — in questo caso, 1,6 MHz, per ridurre le dimensioni dei componenti reattivi esterni, quindi, anche se la topologia boost richiede un induttore, questo convertitore richiede solo 10 mH. Il piccolo pacchetto SOT23-5 e comparativamente poche parti esterne è necessario ridurre al minimo il vostro alimentatore display´s.

La FAN5331 in grado di fornire un minimo di 35 mA a 15V sopra l'intera gamma di input in regime stazionario. Con ingressi di 3.2 v o più, la capacità di corrente aumenta a 50 mA in simili condizioni di funzionamento. Inoltre, l'interruttore di uscita frazionata-ohm converter´s in grado di fornire un picco di 1A di corrente; un monitor di limite di corrente ciclo per ciclo assicura che la corrente di uscita di picco entro questo limite.

50 cent (1000) IC disegna 2 µA in modalità di arresto. Un partitore resistivo consente di impostare la tensione di uscita a tra la tensione di ingresso e il converter´s 20V massima. La 1.23V nominale tensione di retroazione ha una tolleranza di 25 mV.

Prezzo orologio veloce e corrispondentemente piccoli induttori indicano una tendenza in convertitori boost per dispositivi portatili sottili, mentre velocità di clock inferiori tradizionalmente hanno auspicato di magnetics più grandi, che pone sfide di progettazione del layout e della meccanica. Nonostante queste ed altre sfide, progettisti di piccolo-alimentazione tempo apprezzati i vantaggi di prestazioni di Spinta converter´s. Come chiusura lineare Senior Design Engineer Eddy Wells sottolinea, "un convertitore boost tradizionale offre un funzionamento più efficiente e una maggiore gamma di rapporti di step-up, ma Spinta-[convertitore forniture] in genere prendere più spazio e problemi di sistemi, come spunto di corrente e protezione di cortocircuito, sono spesso risolti con aggiunto circuiteria esterna."

LTC3459 di chiusura lineare esemplifica un gruppo di convertitori boost che affrontare questi problemi di applicazione. Il 3459 fornisce una modalità burst che mantiene l'efficienza di converter´s con correnti di carico leggero e corrente di spunto caratteristiche limitando, protezione da cortocircuito e caricare isolamento durante l'arresto. Nonostante l'elenco delle funzionalità, un circuito di applicazione tipica richiede solo tre condensatori, due resistenze e un induttore di Spinta nel circuito di commutazione. Wells osserva che, poiché "il convertitore opera con un basso picco di corrente di circa 75 mA, un induttore di miniatura 0805... [facilita] un'impronta simile a una pompa di carica [integrato]."

L'IC SOT23-6 in grado di operare su un input di 1.5 a 5.5 v e fornire un 2.5 10V output — appropriato per i display OLED a matrice attiva. A differenza di molti altri convertitori di bassa potenza che operano con una frequenza di clock fisso, il 3459 utilizza una variabile di velocità che auto-regola in base il differenziale di ingresso-uscita da circa 0,6 per più di 2,6 MHz di commutazione. Il riferimento di feedback è 1.22V con una tolleranza di 30 mV. Il convertitore di $1,95 (1000) richiede una corrente di quiescenza massima 20-µA. Quando il dispositivo è in modalità di arresto, il residuo di corrente di funzionamento si riduce a meno di 1 µA.

Maxim MAX8570 è uno di un quintetto di convertitori boost per applicazioni di bassa corrente, inclusi gli schermi OLED e LCDs. Il 8570 presenta una tensione di uscita regolabile e Maxim caratterizza il convertitore alle correnti di carico grande come 5 mA. Caratterizzano gli altri membri della famiglia, che includono il mA 8571 e 8573-15 e la mA 8574 e 8575 a 25. Essi offrono modelli con entrambi output 15V regolabile o fisso alle due grandi correnti. I controller di Spinta operano su input forniture di 2.7 a 5.5 v; i modelli regolabili offrono una gamma di uscita di 3 a 28V e hanno una tolleranza di riferimento di 19 mV. La famiglia di convertitori 857 x fornisce soft-start, blocco di sottotensione e limitazione della corrente. Un perno di arresto attivo basso riduce il dispositivo$ $$ s quiescente che corrente da 50 µA a 1 µA. Maxim offre la famiglia di 857 x $1,25 (1000) in SOT23-6 pacchetti.

Confrontando i convertitori tre boost da Maxim, Linear Technology e Fairchild rivela i benefici sottili sia maggiore o minore livelli di integrazione, a seconda dell'applicazione e ancora una volta dimostra che, anche in prodotti come concettualmente semplice come un convertitore boost, non c'è niente come un approccio migliore alla topologia. Il LTC3459 consente di isolare l'output dall'induttore boost con un dispositivo PMOS on-chip che ha una resistenza di canale tipico dell'ordine 4Ω. Di conseguenza, il circuito di applicazione fa senza il diodo dello Schottky comune a molti circuiti convertitore boost e corrispondentemente riduce i costi di zona e la distinta dei materiali e assemblaggio di layout, se solo in modo incrementale.

Il Fairchild FAN5331 e il Maxim MAX8570 e suo parente utilizzare un Schottky esterno, che impone una tensione di giunzione sopra la testa dell'ordine di 400 mV così come una resistenza avanti incrementale di Ohm diversi. Il vantaggio del diodo Schottky esterno, tuttavia, è che esso porta la forma d'onda commutazione fuori chip dove è possibile utilizzare, ad esempio, a pompa di carica una grossa fornitura negativa come Maxim sottolinea in uno dei suoi circuiti di applicazione.

TPS65130 boost controller/inverter da Texas Instruments può sviluppare ±15V rotaie di uscita da un input di 2.7 a 5.5 v. La topologia di controllo utilizza una frequenza fissa, 1,25 MHz PWM segnale di commutazione. Una modalità di basso consumo utilizza impulsi saltando per fornire correnti di carico leggero. La TPS65130 in grado di fornire correnti di carico grande come 200 mA e le cascate di corrente quiescente converter´s 500 µA a 1,5 µA in modalità di arresto.

L'IC $2,95 (1000) è un dispositivo di "pinny" più rispetto a tanti altri, che risiedono come avviene in un contenitore QFN-24, ma i collegamenti supplementari forniscono anche funzioni extra, come indipendente di positivo e negativo alimentazione permettono ingressi che consentono di controllare alimentazione sequenziamento. Un'uscita per controllare un dispositivo esterno di PMOS possibile isolare la batteria dal circuito boost. Oltre al dispositivo PMOS esterno, tuttavia, il circuito di applicazione include due induttori, due diodi Schottky, cinque resistori e otto condensatori. Queste parti esterne possono sembrare come un sacco, specialmente in confronto con i convertitori di uscita singola boost di corrente inferiori, ma il conteggio di parti è nello stesso ordine come quello per la pompa di carica dual.

La varietà di convertitori di potenza per applicazioni OLED è destinata a continuare a espandere, particolarmente nella capacità di corrente e caratteristiche come gli OLED stabilire una posizione di mercato più forte nel mix complessivo di tecnologia di visualizzazione. "Il mercato dei display OLED è previsto verso l'alto di $ 1 miliardo entro il 2006, con la rapida crescita, spinto da uno spostamento da bianco e nero a colore," predice iSuppli´s Allen. Oltre lo spostamento verso il display a colori, la chiara tendenza è verso gli OLED a matrice attiva che può supportare schermi molto più grandi rispetto a display a matrice passiva.

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