EPD 技術(shù)簡(jiǎn)介: 電泳顯示技術(shù)系將黑、白兩色的帶電顆粒封裝于微胞化液滴結(jié)構(gòu)中(如下圖),由外加電場(chǎng)控制不同電荷黑白顆粒的升降移動(dòng),以呈現(xiàn)出黑白單色的顯示效果,代表廠商是美國(guó)E-Ink公司與SiPix公司。由于EPD技術(shù)可呈現(xiàn)出高反射率、高對(duì)比的黑白顯示效果,因此十分適合做電子紙。
現(xiàn)在使用GDE043A2 EPD 面板 這個(gè)顯示模組是 TFT 驅(qū)動(dòng)的電泳顯示屏, 集成電路包含源驅(qū)動(dòng)電路和柵驅(qū)動(dòng)電路。
顯示模組的分辨率是 800×600( SVGA),有效顯示區(qū)域?qū)蔷€(xiàn)是 4.3 英寸。屏幕模組供電要求多電源軌供電,同時(shí)對(duì)上電時(shí)序有較嚴(yán)格要求:
如上圖,電源需要提供邏輯電路、灰度電壓、柵源極控制電路的多種等級(jí)電壓。如下圖找到了EPD屏供電的參考設(shè)計(jì),不過(guò)自己之前沒(méi)有接觸電源在這方面,求大牛點(diǎn)播一下。
問(wèn)題如上圖紅字,,第一次接觸這方面很多疑問(wèn)啊。
IC為AME5142,在這有DataSheet
http://www.ame.com.tw/Product/Datasheet/AME5142.pdf
同時(shí)也查了一下,Ti有專(zhuān)門(mén)的用于EPD供電驅(qū)動(dòng)的IC TPS65185,不過(guò)感覺(jué)比較貴了,不過(guò)已經(jīng)申請(qǐng)到了樣片,之后準(zhǔn)備嘗試使用比對(duì)分立元件設(shè)計(jì)與集成方案之間的優(yōu)劣,大神們?cè)贓PD面吧供電方面還有什么經(jīng)驗(yàn)或是好的資料,麻煩共享一下。
TPS65185簡(jiǎn)介:
TPS65185是一個(gè)單芯片電源,設(shè)計(jì)目的是為滿(mǎn)足 電子墨水 Vizplex 顯示的需要,此顯示用于便攜式閱讀器并支持高達(dá) 9.7 英寸及更大尺寸的顯示屏。 兩個(gè)高效率 DC/DC 升壓型轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生了 ±16V 電壓軌,這兩個(gè)電壓軌由兩個(gè)充電泵升壓至 22V 和―20V,以提供柵極驅(qū)動(dòng)器電源給 Vizplex 顯示屏。 兩個(gè)跟蹤 LDO 負(fù)責(zé)產(chǎn)生 ±15V 源驅(qū)動(dòng)器電源,可支持高達(dá) 120mA 的輸出電流。 所有電壓軌均可通過(guò) I2C 接口進(jìn)行調(diào)節(jié)以適應(yīng)特定的顯示屏要求。
分立元件的供電方案原理圖參考見(jiàn)附件。
/**********************************華麗分割線(xiàn),以上是問(wèn)題,以下是自己的粗淺理解,求指正*****************************/
2015年8月19日 更新
引言:在電子紙EPD面板的供電上遇到了多軌供電的一些問(wèn)題。這樣的問(wèn)題在LCD面板的偏置供電上也需要解決,值不夠EPD面板要求的更加嚴(yán)格。最近瀏覽的資料發(fā)現(xiàn)使用充電泵能夠較容易的獲取正負(fù)電壓,不同充電泵相關(guān)的路設(shè)計(jì)(對(duì)應(yīng)提供不同軌的電壓)是在DCDC Boost SW端之后演繹的。
TI.com《使用外部充電泵生成輔助電壓》同樣也說(shuō)明了使用充電泵設(shè)計(jì)賦值供電的方法,這里通過(guò)幾個(gè)充電泵電路例子來(lái)說(shuō)明一些通用的設(shè)計(jì)原則等問(wèn)題。http://www.ti.com.cn/general/cn/ ... tsp?contentId=66914
EXAMPLE1
首先分析Ti官方TPS61085 datasheet 9.3.2 TFT LCD Application Circuit提及的電路。
電路元件的取值依據(jù)可參考 《LCD Bias Power Reference Design with TPS61085》原理圖上部分左右兩邊分別提供VGL VGH,每一邊都可以看成包含兩部分(1)充電泵級(jí) (2)穩(wěn)壓級(jí)
先來(lái)分析右側(cè)升壓電路(理想條件下):
在SW導(dǎo)通接地時(shí),由Vs上的電容對(duì)C1充電,由C3上較高的電壓對(duì)C2充電。在SW與地?cái)嚅_(kāi)時(shí),通過(guò)L上的感應(yīng)電壓加上電源電壓將C1、C2(有稱(chēng)作飛跨電容、我認(rèn)為可叫做自舉升壓電容)電壓抬高對(duì)儲(chǔ)能電容C3 C4充電,經(jīng)過(guò)暫態(tài)過(guò)程,C3、C4上的電壓可以較穩(wěn)定到2Vs、3vs。
再來(lái)分析右側(cè)負(fù)電壓產(chǎn)生電路(理想條件下):
在SW與地?cái)嚅_(kāi)時(shí),L右側(cè)的脈沖對(duì)C6充電,C6下正上負(fù)(電流路徑如上圖(中)),在SW導(dǎo)通接地時(shí),C6(下正上負(fù))對(duì)C7進(jìn)行充電,使得VGL上產(chǎn)生負(fù)電壓,電壓值應(yīng)該為-Vs(電流路徑如上圖(右))。
分析穩(wěn)壓級(jí)電路:
充電泵提供的3Vs并不是TFT面板所需要的,同時(shí)這個(gè)電壓可能并不穩(wěn)定,還需要進(jìn)行降壓穩(wěn)壓。在齊納二極管的作用下,保持輸出電壓為VGH = VZ(D8) - Vbe(Q1)。同時(shí)還可以使用 諸如 TL432 之類(lèi)的并聯(lián)穩(wěn)壓器
此處再次理解“并聯(lián)”的含義,并聯(lián)穩(wěn)壓器(shunt Regulator)與負(fù)載是“并聯(lián)”在與電源相連的分壓電阻后面的,通過(guò)并聯(lián)穩(wěn)壓器控制穩(wěn)壓器的分流來(lái)達(dá)到穩(wěn)壓的目的。這和LDO這類(lèi)的串聯(lián)穩(wěn)壓器不同。
注意,TL431并聯(lián)穩(wěn)壓器Ika要在1-100mA范圍內(nèi)工作。
EXAMPLE2
下圖為電子紙參考設(shè)計(jì)的供電方案的+-15V供電部分:
圖中AME5142為Boost型LED驅(qū)動(dòng)器,在Boost電路的SW之后加上一定的電路,來(lái)實(shí)現(xiàn)正負(fù)15V輸出。該方案正15V電壓直接有Boost DCDC轉(zhuǎn)換器得到,負(fù)15V電壓的原理同Example1.
局部分析:
1)圖中關(guān)于反饋電阻的設(shè)計(jì),C27的作用,請(qǐng)參見(jiàn):《DCDC 轉(zhuǎn)換器中電阻式反饋分壓器設(shè)計(jì)考慮因素》
2)圖中使用了兩個(gè)二極管D2 D3主要為了減小正負(fù)電壓供電的不對(duì)稱(chēng)性。(負(fù)電壓的絕對(duì)值為Vsw - 2Vd(DAN217U))
3)圖中增加了N溝道MOS管,可以通過(guò)MCU控制15V供電
EXAMPLE3
在Example2 AEM5142的基礎(chǔ)上,SW外接以下電路,實(shí)現(xiàn)+22V -20V供電
以下分析正22V供電充電泵電路(分析還不完全)
當(dāng)SW接地時(shí),三極管Q6導(dǎo)通給電容C30充電,在SW與地?cái)嚅_(kāi)時(shí),通過(guò)L上的感應(yīng)電壓加上電源電壓,抬高C30電容上的電壓,給C34 C36 供電。當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí),三極管Q6的發(fā)射極電壓保持在R28 R30分壓值(+8.3V)減去Ube(Q6)約7.6V,是的可以保證在升壓輸出端可以有Vsw+7.6-2Vd(U4)=+22V的電壓。上圖中通過(guò)MCU控制的三極管Q5的作用是控制Q3 的導(dǎo)通與截止,PA3為高電平Q3導(dǎo)通,+22V開(kāi)始供電。
下面分析負(fù)20V供電情況:
改負(fù)電壓充電泵的設(shè)計(jì)原理與之前的負(fù)電源供電充電泵一致,不過(guò)電路形式有所不同。當(dāng)SW與地?cái)嚅_(kāi)時(shí),L右側(cè)的脈沖對(duì)C31(左正右負(fù))充電穩(wěn)定是充電電壓為Vsw+V-,當(dāng)SW接地時(shí)C31(左正右負(fù))對(duì)C40 C8進(jìn)行充電。穩(wěn)定是,V-電壓為三極管Q7發(fā)射極電壓 V- = VR29 R41電阻分壓 + Ube = -5.5+0.7 = -4.8, 穩(wěn)定時(shí)負(fù)電壓輸出為-15-4.8 約為-20V。
EXAMPLE4
在simultisim上仿真了一下電路:
該負(fù)電壓產(chǎn)生電路在Example1的基礎(chǔ)上改造而成,經(jīng)過(guò)仿真在負(fù)載R1 R2上可以生成相差二倍的負(fù)電壓。
就這樣了,懇請(qǐng)指正。