关于EPD（电泳显示）面板供电求点播。

liutogo

关于EPD（电泳显示）面板供电求点播。 [复制链接]

EPD 技术简介：
       电泳显示技术系将黑、白两色的带电颗粒封装于微胞化液滴结构中（如下图），由外加电场控制不同电荷黑白颗粒的升降移动，以呈现出黑白单色的显示效果，代表厂商是美国E-Ink公司与SiPix公司。由于EPD技术可呈现出高反射率、高对比的黑白显示效果，因此十分适合做电子纸。




现在使用GDE043A2 EPD  面板 这个显示模组是 TFT 驱动的电泳显示屏, 集成电路包含源驱动电路和栅驱动电路。

显示模组的分辨率是 800×600（ SVGA），有效显示区域对角线是 4.3 英寸。

屏幕模组供电要求多电源轨供电，同时对上电时序有较严格要求：





现在要设计其供电电路，如上图，电源需要提供逻辑电路、灰度电压、栅源极控制电路的多种等级电压。

如下图找到了EPD屏的参考设计，不过自己之前没有接触电源在这方面，求坛友点播一下。

该设计通过了一个LED驱动器提供了+15 -15V的电压（感觉好神奇~）



IC为AME5142，在这有DataSheet http://www.ame.com.tw/Product/Datasheet/AME5142.pdf





查了一下，Ti有专门的用于EPD供电驱动的IC  TPS65185，不过感觉比较贵了。

liutogo

其实有点习惯了在论坛上发帖没有回应，感觉中国的电子论坛就是没有外国的活跃，倒是参加活动，灌水盖楼还能好点。（我也很爱凑这热闹）
很多的问题都还需要自己解决，对于该帖子的问题自己查了查资料，凭借自己一般的基础，粗浅的理解并写了下来，消灭0回复！
自己后面写的内容，基本都是定性的分析，肯定存在漏洞，请大家指正。

引言：在电子纸EPD面板的供电上遇到了多轨供电的一些问题。这样的问题在LCD面板的偏置供电上也需要解决，值不够EPD面板要求的更加严格。

最近浏览的资料发现使用充电泵能够较容易的获取正负电压，不同充电泵相关的路设计（对应提供不同轨的电压）是在DCDC Boost SW端之后演绎的。

TI.com《使用外部充电泵生成辅助电压》同样也说明了使用充电泵设计赋值供电的方法，这里通过几个充电泵电路例子来说明一些通用的设计原则等问题。
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提及的电路。

电路元件的取值依据可参考 《LCD Bias Power Reference Design with TPS61085》
原理图上部分左右两边分别提供VGL VGH，每一边都可以看成包含两部分（1）充电泵级 （2）稳压级

先来分析右侧升压电路（理想条件下）：

在SW导通接地时，由Vs上的电容对C1充电，由C3上较高的电压对C2充电。在SW与地断开时，通过L上的感应电压加上电源电压将C1、C2（有称作飞跨电容、我认为可叫做自举升压电容）电压抬高对储能电容C3 C4充电，经过暂态过程，C3、C4上的电压可以较稳定到2Vs、3vs。

再来分析右侧负电压产生电路（理想条件下）：

在SW与地断开时，L右侧的脉冲对C6充电,C6下正上负（电流路径如上图（中）），在SW导通接地时，C6（下正上负）对C7进行充电，使得VGL上产生负电压，电压值应该为-Vs（电流路径如上图（右））。

分析稳压级电路:

充电泵提供的3Vs并不是TFT面板所需要的，同时这个电压可能并不稳定，还需要进行降压稳压。
在齐纳二极管的作用下，保持输出电压为VGH = VZ(D8) - Vbe(Q1)。
同时还可以使用 诸如 TL432 之类的并联稳压器


此处再次理解“并联”的含义，并联稳压器（shunt Regulator）与负载是“并联”在与电源相连的分压电阻后面的，通过并联稳压器控制稳压器的分流来达到稳压的目的。这和LDO这类的串联稳压器不同。注意，TL431并联稳压器Ika要在1-100mA范围内工作。

EXAMPLE2
下图为电子纸参考设计的供电方案的+-15V供电部分：

图中AME5142为Boost型LED驱动器，在Boost电路的SW之后加上一定的电路，来实现正负15V输出。
该方案正15V电压直接有Boost DCDC转换器得到，负15V电压的原理同Example1.
局部分析：
1）图中关于反馈电阻的设计，C27的作用，请参见：《DCDC 转换器中电阻式反馈分压器设计考虑因素》
2）图中使用了两个二极管D2 D3主要为了减小正负电压供电的不对称性。(负电压的绝对值为Vsw - 2Vd（DAN217U）)
3）图中增加了N沟道MOS管，可以通过MCU控制15V供电


EXAMPLE3
在Example2 AEM5142的基础上，SW外接以下电路，实现+22V -20V供电
以下分析正22V供电充电泵电路（分析还不完全）

当SW接地时，三极管Q6导通给电容C30充电，在SW与地断开时，通过L上的感应电压加上电源电压，抬高C30电容上的电压，给C34 C36 供电。当电路稳定时，三极管Q6的发射极电压保持在R28 R30分压值（+8.3V）减去Ube（Q6）约7.6V，是的可以保证在升压输出端可以有Vsw+7.6-2Vd（U4）=+22V的电压。
上图中通过MCU控制的三极管Q5的作用是控制Q3 的导通与截止，PA3为高电平Q3导通，+22V开始供电。

下面分析负20V供电情况：


改负电压充电泵的设计原理与之前的负电源供电充电泵一致，不过电路形式有所不同。
当SW与地断开时，L右侧的脉冲对C31（左正右负）充电稳定是充电电压为Vsw+V-，当SW接地时C31（左正右负）对C40 C8进行充电。
稳定是，V-电压为三极管Q7发射极电压 V- = VR29 R41电阻分压 + Ube = -5.5+0.7 = -4.8， 稳定时负电压输出为-15-4.8 约为-20V。


EXAMPLE4
在simultisim上仿真了一下电路：

该负电压产生电路在Example1的基础上改造而成，经过仿真在负载R1 R2上可以生成相差二倍的负电压。


就这样了，恳请指正。

firemfox

朋友，没人回复你，我来支持你一下。我最近也准备研究这一块内容，下次有问题来和你探讨啊。

liutogo

firemfox 发表于 2016-3-14 11:43
朋友，没人回复你，我来支持你一下。我最近也准备研究这一块内容，下次有问题来和你探讨啊。

现在发帖子能答复的不多，有问题讨论讨论

qwqwqw2088

电泳显示能耗低，功能比较独特，不刺眼，日光性好光谱全，柔性显示等。
TI有负电压产生电路的Example1设计实例
参靠就行