基于開(kāi)關(guān)電源的OLED顯示驅(qū)動(dòng)板的設(shè)計(jì)

魯浩

【摘要】通過(guò)采用開(kāi)關(guān)電源代替LDO，有效的減小了OLED驅(qū)動(dòng)板的體積，降低了OLED顯示組件的電流，有效降低了顯示組件的功耗及發(fā)熱

【關(guān)鍵詞】開(kāi)關(guān)電源；LDO；OLED

1 引言

有機(jī)電激發(fā)光二極管（Organic LightEmitting Diode，OLED）由于同時(shí)具備自發(fā)光，不需背光源、對(duì)比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程較簡(jiǎn)單等優(yōu)異特性，被認(rèn)為是下一代的平面顯示器新興應(yīng)用技術(shù)。OLED由非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板構(gòu)成。當(dāng)有電荷通過(guò)時(shí)這些有機(jī)材料就會(huì)發(fā)光。由于OLED具有以上特點(diǎn)，近年來(lái)，在手持紅外設(shè)備的顯示組件中，OLED已經(jīng)廣泛的取代了原有的CRT顯示組件。

2 顯示驅(qū)動(dòng)板原理介紹

OLED顯示組件由OLED屏及顯示驅(qū)動(dòng)板組成，OLED顯示屏采用北方光電的SVGA060顯示屏，該顯示屏具有視頻格式自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)增益控制等特性。輸出分辨率為768×576，支持單色或彩色信號(hào)。由于顯示屏是數(shù)字視頻接口，而紅外熱像儀輸出的是模擬視頻信號(hào)，顯示驅(qū)動(dòng)板的主要作用是對(duì)熱像儀輸出的視頻信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并提供顯示板工作所需的電源及控制串口。

3 基于TPS65053的顯示驅(qū)動(dòng)電路電源的改進(jìn)

原OLED驅(qū)動(dòng)板視頻AD采用TI公司的ADV5150，單片機(jī)采用SiliconLab公司的C8051F330。電源部分，由于該系統(tǒng)需要5V，3.3V，1.8V3個(gè)數(shù)字電源，而熱像儀給出的輸出電源只有5V，原設(shè)計(jì)中考慮到電源紋波對(duì)顯示效果的影響，對(duì)5V到3.3V和1.8V的轉(zhuǎn)換采用LT公司的微封裝LDO——LT1761ES53.3和LT1761ES51.8，顯示驅(qū)動(dòng)板的單板電流為70mA左右，加上OLED屏，總電流為100mA左右，一套OLED顯示組件的功耗為500mW左右。當(dāng)今手持設(shè)備趨于小型化、低功耗化，這樣的功耗是比較大的。因此，考慮采用開(kāi)關(guān)電源來(lái)代替LDO，完成5V到3.3V和1.8V的變換，因開(kāi)關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率很高，如TI公司生產(chǎn)的TPS65053，其效率可達(dá)92%以上，可有效降低顯示組件的功耗。TPS65053內(nèi)部集成2路開(kāi)關(guān)電源，輸入電壓最大值為6V，兩路DCDC可分別提供1A的驅(qū)動(dòng)能力，集成度高，單片面積小，非常適合顯示驅(qū)動(dòng)電路的使用。TPS65053的電源設(shè)計(jì)如圖2所示。

4 電源輸出紋波的壓制

考慮到輸出紋波對(duì)顯示效果的影響，需設(shè)計(jì)電路對(duì)輸出電壓的紋波進(jìn)行壓制。受制于驅(qū)動(dòng)板的實(shí)際板尺寸（26*26mm），采用輸出電容加三端濾波器進(jìn)行電源濾波，因TPS65053本身的設(shè)計(jì)原理限制，該電源的輸出紋波本身就比較小，而對(duì)輸入紋波有較大的影響，為防止其影響輸入的5V，故在輸入端也增加三端濾波器及磁珠，以抑制紋波。

5 實(shí)驗(yàn)效果

通過(guò)制板實(shí)驗(yàn)，使用開(kāi)關(guān)電源的顯示驅(qū)動(dòng)電路的單板電流為35mA左右，整套OLED顯示組件的總電流降至57mA左右，總功耗為285mW左右，相比于原顯示組件，功耗降低了約1/2。因電路設(shè)計(jì)合理，紋波抑制較為理想，3.3V與1.8V的電源輸出紋波均在50mV以下，5V的輸入紋波也沒(méi)有明顯的增加，顯示效果與原方案無(wú)明顯區(qū)別。因顯示組件的功耗大大降低，發(fā)熱明顯減少，OLED的使用壽命得以延長(zhǎng)。

目前，該顯示組件已應(yīng)用于某型便攜式紅外夜視儀和某型紅外瞄準(zhǔn)具中。紅外夜視儀為雙目設(shè)計(jì)，采用新顯示組件后，總電流由800mA左右降低到720mA左右，使用時(shí)間延長(zhǎng)了約10%；而紅外瞄準(zhǔn)具是單目設(shè)計(jì)，采用新顯示組件后，整機(jī)電流由320mA降低到275mA，使用時(shí)間延長(zhǎng)了約14%，取得了良好的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)：

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[3]曾興雯.開(kāi)關(guān)電源原理及應(yīng)用，華中科技大學(xué)出版社，2004