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穿戴式电源方案 - RT4730 的拓扑架构

使用 AMOLED 显示屏的穿戴式设备大多以锂离子或锂聚合物电池为电力来源,这些电池的可用电压范围几乎都处于 3.0V-4.xV 之间,如下图所示:

The batteries operate in the range

显示屏的驱动电路通常以 3.3V 为工作电压,这个电压正好处于电池工作电压的中间段,要想在电池整个工作电压范围内都有这个输出的稳定,有时需要升压,有时则需要降压,而要点亮 AMOLED 显示单元并让它们按照一定的标准显示出人们需要的信息则通常需要一正一负两组电压。AMOLED 的显示单元与二极管类似,供电电压的变化对其特性有较大的影响,因而要求其供电具有较高的精度,同时还要有很好的瞬态响应特性,避免出现瞬态过程导致的电压波动造成显示波动。

按照上述的条件和需求,RT4730 采用了下图所示的电路架构来生成 AMOLED 所需要的各种输出:

RT4730 topology

其中,AVDD 是为 AMOLED 显示屏的驱动电路供电的,这个电压一般为 3.3V;OVDD 是驱动 AMOLED 显示单元的正电压,其电压范围为 2.8V~4.2V 可选,预设值为 3.3V,可调级差为 100mV;OVSS 为 AMOLED 显示单元需要的负电压,其电压范围为 -0.6V ~ -4V 可选,预设值为 -3.3V,可调级差为 100mV。

为保证每个输出的精度以及瞬态响应特性,线性稳压器很自然地成了每个输出的最后一级。以开关模式工作的电荷泵电路的作用是将正电压转换为负电压,Buck-Boost 电路的任务是将电池电压转换为最适合每组输出使用的稳定电压,所以它的输出电压总是被设定在比 AVDD、OVDD 或 -OVSS 之中的最大值高 0.2V 的电位上,以便生成这些输出的稳压器有足够的调整空间,但是又不会对效率造成多大的损害,最终取得各种性能的均衡。

RT4730 的应用电路只使用一只电感,可用输出却有三个,而且还都是可调的。为了实现对它的控制,特别引入了单线调控接口,用户只需输入特定数量的脉冲即可对每个输出进行开/关和电压的选择。

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