我想花點時間解釋我們的設計工程師如何使用TPS65138電源驅動 AMOLED 顯示器。

有源矩陣 OLED（有源矩陣有機發(fā)光二極管或AMOLED）是一種用于移動設備和電視的顯示技術。OLED 描述了一種特定類型的薄膜顯示技術，其中有機化合物形成電致發(fā)光材料。AMOLED的基礎是有機物發(fā)光體，成千上萬個只能發(fā)出紅、綠或藍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候會發(fā)出紅、綠或者藍色，電壓的變換同樣需要依靠TFT，在調節(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。

（AMOLED）驅動方式。無源OLED屬于電壓驅動型，驅動方式比較簡單，驅動視電流決定灰階，在小尺寸、普通顯示產(chǎn)品上，分辨率和畫質不錯，但要實現(xiàn)大尺寸、同時要減少電量消耗、延長電池使用時間，就必須考慮使用有源OLED驅動方式了。有源OLED屬于電流驅動型，在電流整流性較無源OLED驅動方式佳，且不易產(chǎn)生漏電。同時使用低溫多晶硅（Poly-si）TFT技術時，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。

一般來說，OLED完整的驅動顯示系統(tǒng)，除了由像素單元電路構成的矩陣顯示屏以外，還應該包括驅動IC（行、列控制/驅動電路）、單片機控制電路等。

不斷發(fā)展的 AMOLED 顯示器需要新一代的電源 IC。通過控制使用兩個電感的兩個單獨的電源環(huán)路，一些 IC 滿足了對于正、負電壓的需求。一個單獨電感的多輸出轉換器可以用于實現(xiàn)更小的解決方案尺寸、更少的組件數(shù)量以及更低的設計成本。利用正、負電壓之間相對緊密匹配的負載電流，電感的兩端都可以被用于提供兩個穩(wěn)壓軌。

TPS65138設計用于驅動需要正極和負極供電軌的AMOLED顯示器（有源矩陣有機發(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)字步長對負輸出電壓進行編程。TPS65138采用了一種新技術，可實現(xiàn)出色的線路和負載調節(jié)。這是為了避免移動電話傳輸期間發(fā)生的輸入電壓干擾對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默認值
●短路保護
●熱壓下
●3毫米x 3毫米QFN封裝

驅動 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。它們在電激活時產(chǎn)生光，并用作一系列開關來控制流向每個單獨像素的電流。通常，這種連續(xù)電流由每個像素上的至少兩個 TFT 控制，一個用于啟動和停止對存儲電容器的充電，第二個用于提供電壓源，該電壓源需要為像素產(chǎn)生恒定電流并消除無源矩陣OLED操作所需的非常高的電流。

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

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

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)勢應對上述每一項挑戰(zhàn)：

· 瞬態(tài)響應：對于 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)用戶界面都是白色背景，重載效率是客戶關心的。

圖 3 效率圖

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