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Alimentación de OLEDs: el cuidado y alimentación de pantallas orgánicas

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

【R & D Departamento de Blaze Display】 Mejorar los rendimientos y la disminución de los costes de fabricación están contribuyendo a una rampa constante en el uso de la pantalla OLED (organic--diodo emisor de luz-) . En respuesta, varios fabricantes de semiconductores han comenzado a ofrecer ICs de convertidor de corriente para OLED- y sesgo de LCD suministros que dan a los diseñadores OEM flexibilidad en cómo implementan el subsistema de alimentación de pantalla. Aunque los fabricantes de IC no han optimizado estrictamente estos controladores de potencia paraOLEDs, estos dispositivos ayudan a preservar la OLED´s superior eficiencia y aprovechar las economías de escala que ofrece el segmento LCD de visualización de mercado.

Entre las primeras aplicaciones comerciales para OLED monocromo pequeña y baja resolución, panel frontal muestra instrumentos de medición portátiles y dispositivos de entretenimiento. Ya han madurado los procesos de fabricación, la tecnología ha gozado de mayor éxito comercial como pantallas secundarias en los teléfonos móviles de concha de almeja.

Color OLED primero encontró casas en cámaras de vídeo analógicas y digitales y las cámaras digitales como visores de ocular, en la que encajan bien con OEMs´trends hacia cámaras más pequeñas y de mayor resolución. Desde esos primeros OLEDs de color, pantalla fabricantes han ido mejorando los procesos de fabricación y mostrar los diseños para reducir costos, mejorar el rendimiento y aumentar la robustez.

A diferencia de los LCDs, que se comportan como voltaje-controlado persianas translúcidas, OLEDs son emisores de luz y por lo tanto no necesita una luz de fondo. Actual OLED muestra ofrecer mejor eficiencia energética, calidad de imagen, robustez y rendimiento de baja temperatura que LCDs. Por el momento, también son más caros, pero continuas mejoras de rendimiento y penetración en el mercado están reduciendo la diferencia de costo. También, como Director de tecnología de iSuppli y estratégica investigación Kimberly Allen, "Kodak$ $$ s original [tecnología OLED] las patentes están empezando a expirar." La carga de pago de licencias asociada que vendedores OLED han sido teniendo además está expirando. Fabricantes de LCD han respondido, y diferencias de precios siguen a favor de su muestra, mientras que la eficiencia y la calidad de la imagen ir a la OLED muestra.

No todos OLED muestra son iguales; sus requerimientos de alimentación reflejan sus diferencias. Las dos estructuras fundamentales de la pantalla están de matriz activa y matriz pasiva. "Los materiales son similares... pero, porque conducimos la PMOLED (OLED de matriz pasiva) con la corriente más alta, tenemos mayores caídas de tensión. Modo [PMOLEDs requieren] hasta 20V y a menos de 10V para la AMOLED (OLED de matriz activa) porque las corrientes son mucho más pequeñas, "observa STMicroelectronicsOLED Product Line Manager Joel Roibet. "Las corrientes están en el rango de decenas o centenas de microamperios por columna para la pantalla PMOLED; algunas decenas, o incluso solo dígito microamperios por columna en la AMOLED.

Que complica las perspectivas de la alimentación es el hecho de que "muchos matriz activa LCD [y] OLED... subsistemas en teléfonos celulares, cámaras digitales y otros dispositivos portátiles requieren suministros de sesgo positivos y negativos por baja corriente," observa avanzado analógico tecnologías Vicepresidente Jan Nilsson. La AAT3190 de tecnologías avanzadas de analógico aborda este requisito mediante la generación de fuentes positivas y negativas con un chip con una arquitectura uno mismo-sincronización de bomba de doble carga que opera en una frecuencia de conmutación nominal de 1MHz. La bomba de carga convierte salidas ajustables hasta ±25V de una entrada de voltaje unipolar de 2.7 a 5.5V.

El regulador de voltaje no requiere inductores, que a menudo desafían los límites de altura tablero en dispositivos pequeños, portátiles. En cambio, cada bomba unidades etapas de multiplicador de diodo/condensador externos. Puede cascada etapas multiplicadora para escalar las tensiones de salida. Un divisor resistivo externo en cada salida proporciona una señal de retroalimentación al convertidor. La tolerancia de la tensión de regulación feedback es 50 mV, o alrededor del 4% para la fuente positiva y 100 mV para la negativa. Los pasadores de accionamiento de la bomba de chip´s cada uno pueden entregar un absoluto máximo 200 mA, y tecnologías avanzadas de analógico caracteriza la regulación de eficiencia y carga de part´s a 40 mA. Porque los pasadores del dos Accionamiento bomba de todas las etapas para su determinada polaridad, la corriente de carga que puede ofrecer la cascada multiplicador escala inversamente con el número de etapas.

$1,73 (1000) AAT3190 proporciona arranque, bloqueo de baja tensión y un modo de apagado que reduce la converter´s quieto que corriente de un máximo de 800 μA a no más de 1 μA. Advanced Analogic Technologies ofrece la AAT3190 en paquetes de 12 TSOP y MSOP-8.

Para aplicaciones de pantalla unipolar, Semiconductor de Fairchild ofrece el convertidor FAN5331. Como el AAT3190, el FAN5331 funciona a una velocidad de conmutación alta, en este caso, 1,6 MHz, para reducir el tamaño de componentes reactivos externos, por lo tanto, aunque la topología del impulso requiere un inductor, este convertidor requiere sólo 10 mH. El pequeño paquete SOT23-5 y comparativamente pocas partes externas ayudan a minimizar la fuente de alimentación display´s.

La FAN5331 puede ofrecer un mínimo de 35 mA en 15V sobre su rango completo de entrada en estado estacionario. Con entradas de 3.2V o más, la capacidad de corriente se eleva a 50 mA bajo condiciones similares de operación. Además, el interruptor de salida fraccionada ohmios de converter´s puede entregar un máximo de 1A actual; un ciclo por ciclo límite de corriente monitor asegura que el pico de salida actual se mantiene dentro de este límite.

50 céntimos (1000) CI dibuja 2 μA en èsta. Un divisor resistivo le permite ajustar la tensión de salida de entre la tensión de entrada y el converter´s 20V máximo. El 1.23V nominal voltaje de retroalimentación tiene una tolerancia de 25 mV.

Tarifas de reloj rápido e inductores correspondientemente pequeños indican una tendencia en los convertidores boost para dispositivos portátiles delgados, mientras que velocidades de reloj inferiores tradicionalmente han pedido mayor magnetismo, que plantea desafíos de diseño y mecánica. A pesar de estos y otros desafíos, fuente de pequeños diseñadores durante mucho tiempo han apreciado las ventajas de performance de converter´s de impulso. Lineales Technology´s Senior diseño Ingeniero Eddy Wells señala que "un convertidor tradicional ofrece una operación más eficiente y un mayor rango de proporciones de Step-up, pero impulso-[convertidor fuentes] típicamente tomar más espacio y sistemas, como la avalancha actual y protección del cortocircuito, a menudo se solucionan con un circuito externo añadido."

Lineal LTC3459 de Technology´s es un ejemplo de un grupo de convertidores boost que abordan estos problemas de aplicación. La 3459 proporciona un modo ráfaga que mantiene la eficacia de la converter´s con las corrientes de carga y corriente de características limitación, protección del cortocircuito y aislamiento durante el apagado de la carga. A pesar de la lista de funciones, un circuito de aplicación típico requiere solamente tres condensadores, dos resistencias y un inductor boost en el circuito de conmutación. Wells observa que porque "el convertidor opera con una corriente de pico baja de aproximadamente 75 mA, inductor miniatura 0805... [permite] una huella similar a una bomba de carga [integrada]."

El SOT23-6 IC puede funcionar en una entrada de 1.5 a 5.5V y proporcionar un 2.5 10V salida — apropiado para pantallas OLED de matriz activa. A diferencia de muchos otros convertidores de baja potencia que operan con una frecuencia de reloj fijo, la 3459 utiliza una variable de cambio de tasa que Autoajusta dependiendo del diferencial de entrada-salida de cerca de 0.6 a más de 2,6 MHz. La referencia de retroalimentación es 1.22V con una tolerancia de 30 mV. El convertidor de $1,95 (1000) requiere una corriente de reposo máximo 20-mA. Cuando el dispositivo está en modo de apagado, el residual de corriente de funcionamiento se reduce a menos de 1 μA.

Maxim´s MAX8570 es uno de un quinteto de convertidores boost para aplicaciones de baja corriente, incluyendo pantallas OLED y LCD. El 8570 cuenta con un voltaje de salida ajustable y máxima caracteriza el convertidor en corrientes de carga tan grandes como 5 mA. Caracterizan a los otros miembros de la familia, que incluyen el 8571 y 8573 a 15 mA y el 8574 y 8575 a 25 mA. Ofrecen modelos con cualquiera de los dos salidas de 15V ajustable o fijo en las dos grandes corrientes. Los controladores de boost funcionan con fuentes de entrada de 2.7 a 5.5V; los modelos ajustables ofrecen un rango de salida de 3 a 28V y tienen una tolerancia de referencia de 19 mV. La familia 857 x de los convertidores ofrecen arranque suave bloqueo de tensión y limitación de corriente. Un perno de cierre baja activa reduce el dispositivo$ $$ s quieto que corriente de 50 mA a 1 μA. Maxim ofrece la familia de x 857 $1,25 (1000) en SOT23-6 paquetes.

Comparando los convertidores tres boost de Maxim, tecnología lineal y Fairchild revela sutiles beneficios a mayores y menores niveles de integración, dependiendo de la aplicación y una vez más demuestra que, incluso en productos como expresiones simples como un convertidor, there´s no hay tal cosa como una mejor aproximación a la topología. La LTC3459 aísla su salida desde el inductor boost con un dispositivo PMOS de la en-viruta que tiene una resistencia de canal típica del orden de 4Ω. Como resultado, el circuito de aplicación sin el diodo común a muchos circuitos del convertidor boost y correspondientemente reduce diseño costos de área y la lista de materiales y montaje, aunque sólo incrementalmente.

El Fairchild FAN5331 y la MAX8570 máxima y su kin usan una externa Schottky, que impone una tensión de salida encima de la cabeza del orden de 400 mV y una resistencia avance incremental de varios ohmios. La ventaja del diodo Schottky externo, sin embargo, es que trae la forma de onda de conmutación de viruta donde se puede utilizar, por ejemplo, para la bomba de carga una fuente negativa gruesa como Maxim señala en uno de sus circuitos de aplicación.

El impulso TPS65130 regulador/inversor de Texas Instruments puede desarrollar ±15V carriles de salida de una entrada de 2.7 a 5.5V. La topología de control utiliza un PWM de frecuencia fija, 1,25 MHz señal de conmutación. Un modo de bajo consumo utiliza pulso saltando para suministrar corrientes de carga ligera. El TPS65130 puede entregar corrientes de carga hasta 200 mA y las cataratas actual quieto converter´s 500 μA a 1,5 μA en èsta.

El IC $2,95 (1000) es un dispositivo "pinny" más que muchos otros, que residen en QFN-24, pero las conexiones adicionales también ofrecen características adicionales, tales como fuente independiente de positivo y negativo permiten entradas que proporcionas para controlar la secuencia. Una salida para controlar un dispositivo externo de PMOS puede aislar la batería del circuito de impulso. Además el dispositivo PMOS externo, sin embargo, el circuito de aplicación incluye dos inductores, dos diodos de Schottky, cinco resistores y condensadores de ocho. Estas partes externas pueden parecer mucho, particularmente en comparación con los inferiores convertidores de impulso de una sola salida, pero la cantidad de piezas es en el mismo orden que el de la bomba de carga de doble.

La variedad de convertidores de potencia para aplicaciones de OLED está obligada a seguir ampliando, particularmente en la capacidad de corriente y características como OLEDs establecer una posición de mercado más fuerte en la mezcla general de tecnología de la pantalla. "Se espera que el mercado muestra OLED superior $ 1 billón en 2006, con un rápido crecimiento, impulsado por un cambio de monocromo a color," predice iSuppli´s Allen. Además el cambio hacia pantallas a color, la tendencia clara es hacia matriz activa OLED que puede soportar pantallas mucho más grandes que los pantallas de matriz pasiva.

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