有機發光二極體（OLED）即將在未來幾年內引爆大幅成長，此成長將超越其以手機螢幕為主要應用的範疇，不斷翻陳出新的OLED技術，今年預計將達到64％的成長，而此數字代表其單位量亦將從2005年的6100萬台增加至2006年的1億台。成長的主要原因在於數位相機、MP3播放器、手持遊戲裝置，及其它可攜式系統製造商對於此技術的青睞。

OLED成長的驅動力，是其擁有許多超越傳統LCD技術的優點。OLED藉由放置有機薄膜於兩塊導體之間實現功能，此發光技術不需要背光，因此能造就比TFT或主動矩陣LCD更小的架構，而其也同樣能達成更薄的高度要求，這對於具備空間限制的可攜式系統而言是一項相當重要的考量因素。OLED 帶來了這些優點，不僅提供更豐富的顏色，其於延伸視角的同時還降低了電流的消耗！

然而，這項令人興奮的新顯示技術，目前尚無法高度發展，因為仍具備著各項挑戰。製造良率是問題點之一，特別是當顯示幕尺寸增加時。目前絕大多數OLED 仍然侷限在較小的尺寸。要使OLED技術應用於筆記型電腦螢幕，大概還需幾年的時間。

成本則是另一個問題，OLED依然比同等的LCD價格稍高。此外，顯示幕的工作壽命也是個挑戰。直到最近，製造商才得以生產比手機平均壽命更長的OLED，很明顯的，當生產製程逐漸成熟且製造商吸取經驗後，介於 OLED與現今LCD技術的優劣條件，以及工作壽命的差異將逐漸縮小。

OLED 驅動之挑戰

當OLED技術成熟，顯示器製造商逐漸增加良率而降低成本後，可攜式系統設計者於採用OLED時，將面臨如何驅動新顯示技術的挑戰。雖然OLED提供許多比傳統LCD更吸引人的優點，但其呈現完全不同的輸出電壓以及負載特性。電流生成型OLED需要10V至18V的輸出電壓範圍，不只具體高於典型單顆鋰離子／高分子電池所能獲得的電壓，並且也高於目前無感式DC／DC電源供應器所能提供的輸出。此外，OLED脈動負載特性要求其電源供應必須能依據快速負載之變動進行調整，同時，還要維持準確的輸出電壓，因此OLED需要具有快速負載暫態，以回應開關模式DC／DC，並升壓轉換器（boost）來驅動。

此外，OLED所需的升壓轉換器還需能簡單地控制其調光或亮度大小，這需要一種稱為動態電壓控制的功能。目前一個1.5英吋OLED螢幕需要兩個介於10V至18V的輸出電壓位準，而未來的設計則將需要更多位準的提供。動態電壓控制要求輸出電壓間需快速轉換，這取決於OLED亮度所需，此對升壓控制與回饋補償的設計，產生了額外的要求。

穩定對升壓轉換器而言是一個主要的考量，典型電感式升壓轉換器IC需要回饋補償以確保穩定的表現。電感式升壓轉換器中的回饋迴路，右半平面的零點特性使得設計者要設計出穩定的系統是很困難的。電源供應必須能夠於不同的輸出電壓與負載狀態間快速且俐落的轉換，同時須避免會有震盪危害螢幕品質。

從可攜式系統設計者的觀點而言，漏電流是另一項使用電感式升壓轉換器時的障礙。可攜式系統設計者必須將漏電流達到最小，才能最大化電池壽命與延長電池續航力。然而，由於開關式升壓轉換器固有結構的緣故，即使顯示螢幕暫停工作，位於電源與輸出負載間依然會產生漏電流情形。即使是一個很小的漏電流，對電池供電裝置的待機時間也將引起極大的影響。

選擇升壓轉換器的考量

電源管理半導體製造商已開始關注這些議題，但今日市場上僅有少數的升壓轉換器針對OLED的挑戰提供完整的解決方案。因此，設計者對於驅動OLED的升壓轉換器，應如何選擇?

快速暫態響應

首要考量，應是快速暫態響應。最近許多新上市的升壓轉換器，採用高達2MHz的開關頻率以提供對負載暫態的快速響應，例如AAT1230升壓轉換器，其結合了2MHz的開關頻率以及遲滯控制機構，提供超快速的暫態響應，確保在一個寬廣的輸入範圍下的工作穩定性，且無須額外的補償元件。

(圖一) 展示相較於典型電感式升壓轉換器，AAT1230的響應速度。此外，這款元件的高開關頻率使極小的2.2μH 電感與 2.2μF 電容搭配工作。

《圖一　典型電感式升壓轉換器》

傳統上，可攜式系統設計者藉由增加一個外部的MOSFET與控制器，在顯示幕不工作時隔開輸出負載與電源，以解決漏電流的問題。這個方法可以有效地讓漏電流功耗達到最小，但因需要額外的外部元件，因此使得設計變得複雜，並且造成成本增加。最近電源管理半導體製造商開始將一個串聯的斷開開關整合至升壓轉換器模組內，這個新方法在螢幕待機時，可有效地將負載從電源路徑隔離開來，其可將漏電流降至低於1?A，同時亦降低了解決方案的尺寸與成本。

控制機制

控制機制正快速地改變。今日市場上的一些升壓轉換器，允許設計者藉由邏輯接腳的驅動，動態地將OLED的調光設定於兩個位準上，未來OLED應用則將需要更多精巧的控制機制，以讓輸出亮度可程式化於不同位準。為滿足以上需求，設計者必須尋找可使其透過串列介面動態編程，輸出電壓於任何位準的升壓轉換器。系統設計者將面臨在所有輸入、輸出電壓與負載條件下，提供快速、穩定輸出轉換的挑戰。

最後，對每一項可攜式裝置設計而言，板面空間是相當珍貴的。降低產品接腳佔位是降低成本與確保上市成功的關鍵， 設計者必須尋找具有最小封裝的升壓轉換器。當使用工作在高開關頻率的DC/DC升壓轉換器時，搭配的外部電感與電容尺寸，當然也必須是最小的。（作者為AnalogicTech應用工程部經理）