你的位置:首页 > 电源管理 > 正文

智能手表手环AMOLED显示屏电源芯片SGM38046

发布时间:2021-10-19 来源:圣邦微电子 责任编辑:wenwei

【导读】随着电子信息产品屏幕显示技术的演进,AMOLED(Active-Matrix Organic LED)显示屏,即有源矩阵有机发光二极管显示屏,因具有色彩鲜艳、轻薄、主动发光(无需背光源)、视角宽、清晰度高、亮度高、响应快速、能耗低、使用温度范围广、抗震能力强、可实现柔软显示等特点,成为当今高端显示屏的热门选择。智能手环、智能手表等也已全面采用AMOLED显示屏。


SGM38046是一颗专门为智能手环、智能手表等小尺寸AMOLED显示屏提供AVDD、ELVDD、ELVSS的电源管理芯片,在对称电压ELVDD、ELVSS模式下效率优化。


小尺寸AMOLED显示屏电源芯片技术演变路线


影响AMOLED电源器件架构的因素:


●    综合尺寸(多电感、单电感、无电感);

●    输入电压范围;

●    输出电压配置(非对称电压、对称电压);

●    负载电流大小。


几种常见的单电感架构:


●    架构A:Boost + NVCP(负压电荷泵);

●    架构B:Boost/Bypass + LDO + NVCP;

●    架构C:Buck-Boost + LDO + NVCP;

●    架构D:类似SGM38042的SIMO(单电感多输出)架构。


无电感架构:


●    SGM38045:无电感架构,且待下回分解。


电荷泵结构简介


1.png

图1 几种常见的电荷泵结构示意图


电荷泵结构特点:


●    每使用一个飞电容,需要4个开关管,硅片开销大。

●    在接近整倍率电压下工作时,效率主要由开关组导通电阻决定。

●    小电流高电压场景对开关组导通电阻要求低,效率高,解决方案优势显著。


几种常见小尺寸电源架构的优缺点对比分析


架构A:Boost + NVCP(负压电荷泵)


2.png

图2 架构A


优点:


●    Boost架构相对简单;

●    外围仅需1L+6C。


缺点:


●    仅2路输出,无AVDD;

●    不适用于高压电池应用,连接充电器输出不稳;

●    需要复杂的负压电荷泵电路,11个开关管,外围器件多;

●    正压效率损失大;

●    不适用于对称电压。


架构B:Boost/Bypass + LDO + NVCP


3.png

图3 架构B


优点:


●    Boost/Bypass架构AVDD不再受限于输入电压范围;

●    配置相对灵活。


缺点:


●    对称电压应用,VIN高压时效率低下;

●    非对称电压应用,正压效率损失大;

●    不适用更高电压电池、更低输出电压的应用;

●    需要-0.5×CP,12个开关管,外围器件多;

●    外围需要1L+10C。


SGM38042架构:SIMO(单电感多输出)


4.png

图4 SGM38042架构


优点:


●    专利电路,分时SIMO架构,电路框架简单;

●    无需负压电荷泵,仅需7个开关管;

●    正负电源纹波抑制,LDO损耗低;

●    输入电压范围宽;

●    外围仅需1L+6C。


缺点:


●    AVDD由VIN经LDO输出,电压范围受限于VIN;

●    SIMO架构输出正负压,需要采用高耐压器件来实现,效率提升困难。


SGM38046架构


5.png

图5 SGM38046架构


优点:


●    AVDD不再受限于输入电压范围;

●    适用于对称电压,效率相对较高;

●    适合高压电池应用。


缺点:


●    Buck-Boost架构,需要Q1~Q4共4个大管;

●    外围需要1L+9C。


ELVDD/ELVSS为什么要采用对称电压?


对称电压下AMOLED屏的功耗更低:


●    非对称模式下ELVDD/ELVSS采用4.6V/-2.4V总压差7V供电;

●    对称模式下ELVDD/ELVSS采用3.3V/-3.3V总压差6.6V供电;

●    单从工作电压看,非对称情况下7V比对称电压6.6V效率低6.06%。


对称模式下电路架构更简单,如下图所示:


6.png

图6 非对称及对称模式下电路示意图


●    非对称模式下负压电荷泵需要7~8个MOSFET;

●    对称模式下负压电荷泵仅需要4个MOSFET。


对称模式的电源拓扑架构比非对称模式更省电,如下图所示:


7.png

图7 非对称及对称模式下电路架构


非对称模式下:


●    ELVDD需由5.4V产生4.6V,损耗15%;

●    AVDD需由5.4V产生3.3V,损耗39%;

●    ELVSS需由-2.7V产生-2.4V,损耗11%。


对称模式下:


●    ELVDD仅需由3.6V产生3.3V,损耗8.4%;

●    AVDD仅需由3.6V产生3.3V,损耗8.4%;

●    ELVSS仅需由-3.6V产生-3.3V,损耗8.4%。


两相比较,对称模式下各电源比非对称模式下省电:


●    ELVDD省6.6%;

●    AVDD省30.6%;

●    ELVSS省2.6%。


补充说明:VDD-VSS不对称电压结构是从LCD采用的薄膜晶体管阵列(TFT Matrix)驱动沿袭过来的。演化的小尺寸TFT驱动结构是针对电源电压范围,TFT的开关特性,显示单元驱动要求和既有设计继承的设计综合优化的结果。TFT设计以及尽力降低它和OLED工作电压促成了可以采用对称方式供电;目前受限制于ITO透明引线的特性,在大尺寸应用中尚不能采用对称方式供电。


SGM38046是一颗以对称电压模式优化的小尺寸AMOLED电源芯片(同样支持非对称电压模式工作,但在该模式下性能与其它芯片类似)。


SGM38046主要特性


●    输入电压:2.7V~5.5V;

●    AVDD输出电压:3.3V;

●    OVDD输出电压:2.8V~4.6V(默认输出电压:3.3V ± 1%,0.1V步进);

●    OVSS输出电压:-0.6V~-4.0V(默认输出电压:3.3V ± 1%,0.1V步进);

●    OVDD & OVSS组合输出电流能力高达90mA;

●    优秀的线性和负载调整率;

●    低纹波和优秀的瞬态响应;

●    输出负载与输入分离;

●    欠压锁定、过流保护、短路保护、过压保护和过温保护功能;

●    轻载效率下节能(Power-Save)模式;

●    关断电流:低于1μA;

●    WLCSP-2×2-16B绿色封装。


SGM38046封装及引脚分布


8.png

图8 SGM38046封装图


SGM38046典型应用电路图


9.png

图9 SGM38046典型应用电路


SGM38046效率曲线


10.png

图10 SGM38046效率曲线


相关产品信息


1634386435505697.png



免责声明:本文为转载文章,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题,请联系小编进行处理。


推荐阅读:


利用WiFi模块进行远程嵌入式开发

优化电源转换器控制回路的三种方案

利用异步采样速率转换简化数字数据接口

开关电源输入端继电器触点短路失效分析

电源外围设计之TVS以及输出电容选型

特别推荐
技术文章更多>>
技术白皮书下载更多>>
热门搜索

关闭

关闭