конфигурация возбудителя органических светоизлучающих диодов

Формула изобретения

1. Конфигурация (100) возбудителя для возбуждения первой и второй схем (1,2) органических светоизлучающих диодов, причем конфигурация (100) возбудителя содержит вывод (10) для источника опорного сигнала и вывод (14) для источника питания, а также первый и второй выходные выводы (11, 12), причем первая схема (1) органических светоизлучающих диодов содержит первую сторону, соединяемую с выводом (10) для источника опорного сигнала, и вторую сторону, соединяемую с первым выходным выводом (11), вторая схема (2) органических светоизлучающих диодов содержит первую сторону, соединяемую с первым выходным выводом (11), и вторую сторону, соединяемую со вторым выходным выводом (12), и причем конфигурация (100) возбудителя содержит первый переключающий элемент (21), соединенный с первым выходным выводом (11) и выводом (10) для источника опорного сигнала, и первый ключ (31), соединенный с выводом (14) для источника питания и первым выходным выводом (11), и второй переключающий элемент (22), соединенный со вторым выходным выводом (12) и выводом (10) для источника опорного сигнала, и второй ключ (32), соединенный с выводом (14) для источника питания и вторым выходным выводом (12).

2. Конфигурация (100) возбудителя по п.1, в которой ключи (31, 32) содержат транзисторы, и один из переключающих элементов (21) содержит транзистор, а другой переключающий элемент (22) содержит транзистор или диод.

3. Конфигурация (100) возбудителя по п.2, в которой каждый транзистор содержит внутренний встречно-параллельный диод или подсоединен к внешнему встречно-параллельному диоду.

4. Конфигурация (100) возбудителя по п.1, в которой первый переключающий элемент (21) и первый ключ (31) соединены друг с другом и через первую катушку (41) индуктивности с первым выходным выводом (11), а второй переключающий элемент (22) и второй ключ (32), соединены друг с другом и через вторую катушку (42) индуктивности со вторым выходным выводом (12).

5. Конфигурация (100) возбудителя по п.1 для дополнительного возбуждения третьей схемы (3) органических светоизлучающих диодов, причем конфигурация (100) возбудителя дополнительно содержит третий выходной вывод (13), причем третья схема (3) органических светоизлучающих диодов содержит первую сторону, соединяемую со вторым выходным выводом (12), и вторую сторону, соединяемую с третьим выходным выводом (13), и причем конфигурация (100) возбудителя дополнительно содержит третий переключающий элемент (23), соединенный с третьим выходным выводом (13) и выводом (10) для источника опорного сигнала, и третий ключ (33), соединенный с выводом (14) для источника питания и третьим выходным выводом (13).

6. Конфигурация (100) возбудителя по п.5, в которой ключи (31, 32, 33) содержат транзисторы и два переключающих элемента (21, 22) содержат транзисторы, а другой переключающий элемент (23) содержит транзистор или диод, причем каждый транзистор содержит внутренний встречно-параллельный диод или соединен с внешним встречно-параллельным диодом, при этом первый переключающий элемент (21) и первый ключ (31) соединены друг с другом и через первую катушку (41) индуктивности с первым выходным выводом (11), второй переключающий элемент (22) и второй ключ (32) соединены друг с другом и через вторую катушку (42) индуктивности со вторым выходным выводом (12), а третий переключающий элемент (23) и третий ключ (33) соединены друг с другом и через третью катушку (43) индуктивности с третьим выходным выводом (13).

7. Конфигурация (100) возбудителя по п.1, дополнительно содержащая контроллер (101) для управления ключами (31, 32) и по меньшей мере одним переключающим элементом (21).

8. Конфигурация (100) возбудителя по п.7, в которой каждый выходной вывод (11-13) и его переключающий элемент (21-23) и ключ (31-33) образуют ступень, причем каждая ступень находится в одном из трех режимов, определяющих ток, проходящий через этот выходной вывод (11-13) в зависимости от указанного управления.

9. Конфигурация (100) возбудителя по п.8, в которой упомянутые три режима содержат режим непрерывной проводимости, режим критической/граничной проводимости и режим прерывистой проводимости.

10. Конфигурация (100) возбудителя по п.7, в которой указанное управление определяет коэффициент заполнения и/или задержку и/или длительность импульсного сигнала, подаваемого на управляющий электрод одного или нескольких указанных ключей (31, 32) и переключающего элемента (21), и/или указанное управление содержит синхронное переключение.

11. Конфигурация (100) возбудителя по п.7, в которой контроллер (101) содержит схему (102) настройки для настройки задержки импульсного сигнала, подаваемого на управляющий электрод одного или нескольких из указанных ключей (31, 32) и переключающего элемента (21), в соответствии со сравнением опорных токов, определенных для схем (1, 2) органических светоизлучающих диодов.

12. Устройство (200), содержащее конфигурацию (100) возбудителя по п.1 и дополнительно содержащее первую и вторую схемы (1, 2) органических светоизлучающих диодов.

13. Устройство (200) по п.12, в котором первая и вторая схемы (1, 2) органических светоизлучающих диодов соединены друг с другом в многоуровневой конструкции.

14. Устройство (200) по п.12, в котором каждая схема (1, 2) органических светоизлучающих диодов обеспечивает синий, зеленый, красный или желтый свет.

15. Способ для возбуждения первой и второй схем (1, 2) органических светоизлучающих диодов через конфигурацию (100) возбудителя, содержащую вывод (10) для источника опорного сигнала и вывод (14) для источника питания, а также первый и второй выходные выводы (11, 12), причем первая схема (1) органических светоизлучающих диодов содержит первую сторону, соединяемую с выводом (10) для источника опорного сигнала, и вторую сторону, соединяемую с первым выходным выводом (11), вторая схема (2) органических светоизлучающих диодов содержит первую сторону, соединяемую с первым выходным выводом (11), и вторую сторону, соединяемую со вторым выходным выводом (12), при этом способ содержит этапы соединения первого выходного вывода (11) и вывода (10) для источника опорного сигнала через первый переключающий элемент (21) и переключения соединения между выводом (14) для источника питания и первым выходным выводом (11) посредством первого ключа (31), а также соединения второго выходного вывода (12) и вывода (10) для источника опорного сигнала посредством второго переключающего элемента (22) и переключения соединения между выводом (14) для источника питания и вторым выходным выводом (12) посредством второго ключа (32).

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к конфигурации возбудителя для возбуждения первой и второй схем органических светоизлучающих диодов, к устройству, содержащему конфигурацию возбудителя, и к способу возбуждения.

Примерами указанной конфигурации возбудителя являются конфигурации возбудителя для возбуждения многоуровневых схем органических светоизлучающих диодов.

Уровень техники

В патенте US5757139 раскрыта схема возбуждения для многоуровневых органических светоизлучающих устройств. Каждое органическое светоизлучающее устройство имеет собственный источник напряжения.

Сущность изобретения

Целью изобретения является обеспечение конфигурации возбудителя для возбуждения первой и второй схем органических светоизлучающих диодов, которые не нуждаются в собственном источнике напряжения.

Дополнительные цели изобретения заключаются в обеспечении устройства и способа, которые не требуют, чтобы каждая схема органических светоизлучающих диодов имела собственный источник напряжения.

Согласно первому аспекту изобретения конфигурация возбудителя для возбуждения первой и второй схем органических светоизлучающих диодов определяется конфигурацией возбудителя, содержащей вывод для источника опорного сигнала и вывод для источника питания, а также первый и второй выходные выводы, причем первая схема органических светоизлучающих диодов содержит первую сторону, соединяемую с выводом для источника опорного сигнала, и вторую сторону, соединяемую с первым выходным выводом, вторая схема органических светоизлучающих диодов содержит первую сторону, соединяемую с первым выходным выводом, и вторую сторону, соединяемую со вторым выходным выводом, и конфигурация возбудителя содержит первый элемент, соединенный с первым выходным выводом и выводом для источника опорного сигнала, и первый ключ, соединенный с выводом для источника питания и первым выходным выводом, и второй элемент, соединенный со вторым выходным выводом и выводом для источника опорного сигнала, и второй ключ, соединенный с выводом для источника питания и вторым выходным выводом.

Благодаря тому, что на каждый выходной вывод предусмотрен элемент и ключ, двумя многоуровневыми схемами органических светоизлучающих диодов можно управлять индивидуально через один источник питания, соединенный с выводом для источника питания и выводом для источника опорного сигнала.

Схема органических светоизлучающих диодов содержит один или несколько органических светоизлучающих диодов. Первый блок и второй блок соединены друг с другом, когда они имеют прямое соединение либо когда они соединены опосредованно через третий блок. Вывод для источника питания должен быть соединен с источником питания любого типа.

Согласно одному варианту изобретения конфигурация возбудителя определяется ключами, содержащими транзисторы, и одним из элементов, содержащих транзистор, и другим элементом, содержащим транзистор или диод. Так, для управления двумя схемами органических светоизлучающих диодов необходимо использовать либо четыре транзистора, либо три транзистора и диод. Вместо транзисторов можно использовать другие ключевые элементы, а диод может быть реализован путем использования части транзистора.

Согласно одному варианту конфигурация возбудителя определяется каждым транзистором, содержащим внутренний встречно-параллельный диод или подсоединенным к внешнему встречно-параллельному диоду. Указанные встречно-параллельные диоды могут проводить ток в противоположных направлениях.

Согласно одному варианту изобретения конфигурация возбудителя определяется первым элементом и первым ключом, соединенными друг с другом и соединенными через первую катушку индуктивности с первым выходным выводом, и вторым элементом и вторым ключом, соединенными друг с другом и через вторую катушку индуктивности соединенными со вторым выходным выводом. Указанные катушки индуктивности уменьшают пульсации токов. В альтернативном варианте катушки индуктивности могут составлять часть многоуровневых органических светоизлучающих диодов.

Согласно одному варианту изобретения конфигурация возбудителя для дополнительного возбуждения третьей схемы органических светоизлучающих диодов определяется конфигурацией возбудителя, дополнительно содержащей третий выходной вывод, причем третья схема органических светоизлучающих диодов содержит первую сторону, соединяемую со вторым выходным выводом, и вторую сторону, соединяемую с третьим выходным выводом, а конфигурация возбудителя дополнительно содержит третий элемент, соединенный с третьим выходным выводом и выводом для источника опорного сигнала, и третий ключ, соединенный с выводом для источника питания и третьим выходным выводом. Не исключается наличие более трех многоуровневых схем органических светоизлучающих диодов.

Согласно одному варианту изобретения конфигурация возбудителя определяется ключами, содержащими транзисторы и два элемента, содержащих транзисторы, и другой элемент, содержащий транзистор или диод, причем каждый транзистор содержит внутренний встречно-параллельный диод или соединен с внешним встречно-параллельным диодом, при этом первый элемент и первый ключ соединены друг с другом и через первую катушку индуктивности с первым выходным выводом, второй элемент и второй ключ соединены друг с другом и через вторую катушку индуктивности со вторым выходным выводом, а третий элемент и третий ключ соединены друг с другом и через третью катушку индуктивности с третьим выходным выводом.

Согласно одному варианту изобретения конфигурация возбудителя определяется тем, что она дополнительно содержит контроллер для управления ключами и по меньшей мере одним элементом. По меньшей мере одним элементом, которым необходимо управлять, является, например, транзистор.

Согласно одному варианту изобретения конфигурация возбудителя определяется каждым выходным выводом и его элементом и ключом, образующими ступень, причем каждая ступень находится в одном из трех режимов, определяющих ток, проходящий через этот выходной вывод в зависимости от указанного управления.

Согласно одному варианту изобретения конфигурация возбудителя определяется тремя режимами, содержащими режим непрерывной проводимости, режим критической/граничной проводимости и режим прерывистой проводимости. В отличие от режима непрерывной проводимости режим критической/граничной проводимости имеет повышенный кпд. Режим критической/граничной проводимости и режим прерывистой проводимости позволяют осуществлять переключение по нулевому напряжению. В режиме прерывистой проводимости ток через катушку индуктивности может оказаться равным нулю в течение короткого периода времени, и можно минимизировать пульсации тока.

Согласно одному варианту изобретения конфигурация возбудителя определяется указанным управлением, задающим коэффициент заполнения и/или задержку и/или длительность импульсного сигнала, подаваемого на управляющий электрод одного или нескольких указанных ключей и элемента, и/или указанным управлением, содержащим синхронное переключение.

Согласно одному варианту изобретения конфигурация возбудителя определяется контроллером, содержащим схему настройки для настройки задержки импульсного сигнала, подаваемого на управляющий электрод одного или нескольких ключей и элемента, в соответствии со сравнением опорных токов, заданных для схем органических светоизлучающих диодов. Эти опорные токи должны быть выбраны заранее.

Согласно второму аспекту изобретения устройство определяется тем, что оно содержит конфигурацию возбудителя согласно изобретению и кроме того содержит первую и вторую схемы органических светоизлучающих диодов.

Согласно одному варианту изобретения устройство определяется первой и второй схемами органических светоизлучающих диодов, соединяемыми друг с другом в многоуровневой конструкции. Указанная многоуровневая конструкция содержит, например, прозрачный электрод между парой схем органических светоизлучающих диодов для последовательного соединения этих схем органических светоизлучающих диодов, и содержит, например, на концах последовательного соединения два дополнительных электрода. В случае трех (четырех или более) схем органических светоизлучающих диодов, соединяемых друг с другом в многоуровневой конструкции, будет иметь место два (три или более) прозрачных электрода и два дополнительных электрода и т.д.

Согласно одному варианту изобретения устройство определяется каждой схемой органических светоизлучающих диодов, обеспечивающей синий, зеленый, красный или желтый свет.

Согласно третьему аспекту изобретения способ для возбуждения первой и второй схем органических светоизлучающих диодов через конфигурацию возбудителя, содержащую вывод для источника опорного сигнала и вывод для источника питания, а также первый и второй выходные выводы, причем первая схема органических светоизлучающих диодов содержит первую сторону, соединяемую с выводом для источника опорного сигнала, и вторую сторону, соединяемую с первым выходным выводом, вторая схема органических светоизлучающих диодов содержит первую сторону, соединяемую с первым выходным выводом, и вторую сторону, соединяемую со вторым выходным выводом, определяется способом, содержащим соединение первого выходного вывода и вывода для источника опорного сигнала через первый элемент и переключение соединения между выводом для источника питания и первым выходным выводом посредством первого ключа, а также соединение второго выходного вывода и вывода для источника опорного напряжения посредством второго элемента и переключение соединения между выводом для источника питания и вторым выходным выводом посредством второго ключа.

Варианты устройства и способа соответствуют вариантам конфигурации возбудителя.

Ясно, что необходимо избегать наличия отдельного источника напряжения на каждое органическое светоизлучающее устройство.

Можно полагать, что основная идея изобретения состоит в том, что в конфигурации возбудителя должны быть предусмотрены элементы, включенные параллельно схемам органических светоизлучающих диодов, и ключи, включенные последовательно между схемами органических светоизлучающих диодов и источником питания.

Изобретение решает проблему создания конфигурации возбудителя для возбуждения первой и второй схем органических светоизлучающих диодов, которые не нуждаются в собственном источнике напряжения.

Преимущество изобретения, возможно, состоит в том, что схемы органических светоизлучающих диодов могут управляться током через указанные ключи и элементы.

Эти и другие аспекты изобретения станут очевидными из разъяснений со ссылками на вариант (варианты) изобретения, описанный ниже.

Краткое описание чертежей

На чертежах:

фиг. 1 - многоуровневые схемы органических светоизлучающих диодов;

фиг. 2 - электрический эквивалент схем по фиг. 1;

фиг. 3 - первый вариант конфигурации возбудителя;

фиг. 4 - вариант устройства;

фиг. 5 - второй вариант конфигурации возбудителя;

фиг. 6 - третий вариант конфигурации возбудителя;

фиг. 7-15 - различные управляющие сигналы;

фиг. 16 - схема управления; и

фиг. 17-27 - результаты моделирования.

Подробное описание вариантов изобретения

На фиг. 1 показаны три многоуровневые схемы 1-3 органических светоизлучающих диодов. Снизу вверх показаны первый стеклянный слой 4, алюминиевый слой 5, соединенный с выводом 10 для источника опорного сигнала, первая схема 1 органических светоизлучающих диодов (для создания синего света), первый прозрачный слой 6, соединенный с первым выходным выводом 11, вторая схема 2 органических светоизлучающих диодов (для создания зеленого света), второй прозрачный слой 7, соединенный со вторым выводом 12, третья схема 3 органических светоизлучающих диодов (для создания красного света), электрод 8 из оксидов индия и олова, соединенный с третьим выходным выводом 13, и второй стеклянный слой 9. Через второй стеклянный слой 9 выходит свет 15. Примером прозрачного слоя является прозрачный слой для создания зарядов. Однако, не исключено применение прозрачных слоев и многоуровневых конструкций других видов.

На фиг. 2 показан электрический эквивалент схем по фиг. 1. Первая схема 1 органических светоизлучающих диодов (для создания синего света) имеет первую параллельно включенную емкость, причем ее катод соединен через катодное сопротивление с выводом для источника опорного сигнала; вторая схема 2 органических светоизлучающих диодов (для создания зеленого света) имеет вторую параллельно включенную емкость, причем ее катод соединен через сопротивление первого слоя для создания зарядов с первым выходным выводом 11 и соединен с анодом первой схемы 1 органических светоизлучающих диодов; третья схема 3 органических светоизлучающих диодов (для создания красного света) имеет третью параллельно включенную емкость, причем ее катод соединен через катодное сопротивление второго слоя для создания зарядов со вторым выходным выводом 12 и соединен с анодом второй схемы 2 органических светоизлучающих диодов, а анод третьей схемы 3 органических светоизлучающих диодов соединен с третьим выходным выводом 13.

На фиг. 3 показан первый вариант конфигурации 100 возбудителя. Конфигурация 100 возбудителя для возбуждения первой и второй схем 1, 2, органических светоизлучающих диодов содержит вывод 10 для источника опорного сигнала, вывод 14 для источника питания, а также первый и второй выходные выводы 11, 12. Между выводом 10 для источника опорного сигнала и выводом 14 для источника питания расположен входной конденсатор 51. Первая сторона первой схемы 1 органических светоизлучающих диодов соединена с выводом 10 для источника опорного сигнала, а вторая сторона соединена с первым выходным выводом 11. Первая сторона второй схемы 2 органических светоизлучающих диодов соединена с первым выходным выводом 11, а вторая сторона соединена со вторым выходным выводом 12. Конфигурация 100 возбудителя содержит первый элемент 21, соединенный с первым выходным выводом 11 и выводом 10 для источника опорного сигнала, содержит первый ключ 31, соединенный с выводом 14 для источника питания и первым выходным выводом, содержит второй элемент 22, соединенный со вторым выходным выводом 12 и выводом 10 для источника опорного сигнала, а также содержит второй ключ 32, соединенный с выводом 14 для источника питания и вторым выходным выводом 12. Первый и второй ключи 31, 32 содержат каждый транзистор, первый элемент 21 содержит транзистор, а второй элемент 22 содержит диод, причем в альтернативном варианте второй элемент 22 также может содержать транзистор.

Предпочтительно, чтобы каждый транзистор содержал внутренний встречно-параллельный диод или был соединен с внешним встречно-параллельным диодом. Кроме того предпочтительно, чтобы первый элемент 21 и первый ключ 31 были соединены друг с другом и их общий электрод связан через первую катушку 41 индуктивности с первым выходным выводом 11, а также чтобы второй элемент 22 и второй ключ 32 были соединены друг с другом, а их общий электрод был соединен через вторую катушку 42 индуктивности со вторым выходным выводом 12.

На фиг. 4 показан один вариант устройства 200. Устройство 200 включает в себя конфигурацию 100 возбудителя, содержащую контроллер 101 со схемой 102 настройки, причем конфигурация 100 соединена с ключами 31-33 и элементами 21-23 и кроме того содержит схемы 1-3 органических светоизлучающих диодов (смотри также фиг. 5 и фиг. 6).

На фиг. 5 показан второй вариант конфигурации 100 возбудителя. Эта конфигурация 100 возбудителя отличается от конфигурации, указанной на фиг. 3, тем, что она дополнительно возбуждает третью схему 3 органических светоизлучающих диодов и тем, что она дополнительно содержит третий выходной вывод 13. Первая сторона третьей схемы 3 органических светоизлучающих диодов соединена со вторым выходным выводом 12, а вторая сторона соединена с третьим выходным выводом 13. Конфигурация 100 возбудителя, кроме того, содержит третий элемент 23, соединенный с третьим выходным выводом 13 и выводом 10 для источника опорного сигнала, и содержит третий ключ 33, соединенный с выводом 14 для источника питания и третьим выходным выводом 13. Первый, второй и третий ключи 31-33 содержат каждый транзистор, первый и второй элементы 21, 22 содержат каждый транзистор, а третий элемент 23 содержит диод.

На фиг. 6 показан третий вариант конфигурации 100 возбудителя, который соответствует второму варианту, показанному на фиг. 2, за исключением того, что третий элемент 23 содержит вместо диода транзистор, чтобы иметь возможность обеспечить синхронное переключение.

Предпочтительно, чтобы каждый транзистор содержал внутренний встречно-параллельный диод или был соединен с внешним встречно-параллельным диодом. Кроме того, предпочтительно, чтобы первый элемент 21 и первый ключ 31 были соединены друг с другом, а их общий электрод был соединен через первую катушку 41 индуктивности с первым выходным выводом 11, второй элемент 22 и второй ключ 32 были соединены друг с другом, а их общий электрод был соединен через вторую катушку 42 индуктивности со вторым выходным выводом 123, и чтобы третий элемент 23 и третий ключ 33 были соединены друг с другом, а их общий электрод был соединен через третью катушку 43 индуктивности с третьим выходным выводом 13.

Контроллер 101 управляет ключами 31-33 и элементами 21-23. Каждый выходной вывод 11-13 и его элемент 21-23 и ключ 31-33 образуют ступень, причем каждая ступень находится в одном из трех режимов, определяющих ток, проходящий через выходной вывод 11-13 в зависимости от указанного управления. Эти три режима включают в себя режим непрерывной проводимости, режим критической/граничной проводимости и режим прерывистой проводимости. Указанное управление определяет коэффициент заполнения и/или задержку и/или длительность импульсного сигнала, подаваемого на управляющий электрод указанных ключей 31-33 и элементов 21-23. Указанное управление может содержать и/или вводить так называемое синхронное переключение. Схема 102 настройки устанавливает задержку импульсного сигнала, подаваемого на управляющий электрод указных ключей 31-33 и элементов 21-23 в соответствии с результатом сравнения опорных токов, определенных для схем 1-3 органических светоизлучающих диодов, как дополнительно описано в связи с фиг. 7-27.

В целях управления предпочтительно, чтобы возбуждение монохромных схем 1-3 органических светоизлучающих диодов (OLED) осуществлялось амплитудно-модулированным токовым сигналом управления. Для возбуждения многоуровневых схем 1-3 органических светоизлучающих диодов можно использовать различные способы управления, такие как аналоговое гистерезисное управление, цифровое гистерезисное управление, аналоговое управление на основе широтно-импульсной модуляции и цифровое управление на основе широтно-импульсной модуляции. Вдобавок, можно предположить, что все компоненты являются идеальными, что исключает потери и паразитные сигналы, входной сигнал постоянен, внутренние схемные емкости OLED достаточно велики, чтобы поддерживать постоянное напряжение на схемах OLED, время запаздывания отсутствует _dead=0, вольтамперные характеристики схем OLED известны, и схемы OLED содержат три управляемых цвета (RGB). Конфигурация 100 возбудителя в виде многоуровневого понижающего преобразователя может работать в различных режимах. Режим работы, например режим непрерывной проводимости (CCM), режим прерывистой проводимости (DCM) или режим критической/граничной проводимости (BCM), может влиять на напряжение компонент, определяемое в основном различными пульсациями тока и напряжения, и на потери в компонентах.

Начнем с режима непрерывной проводимости (CCM), при котором трудно непосредственно измерить токи через три схемы 1-3 OLED (RGB). Следовательно, трудно обеспечить прямое управление каждой из этих схем. Таким образом, обеспечивается управление токами через три катушки 41-43 индуктивности:

Токи i₄₂ и i₄₁ в катушках индуктивности могут быть отрицательными. На первом шаге управление током через катушку 43 индуктивности осуществляется ключом 33. В результате обеспечивается управление током через верхнюю схему 3 OLED (красный).

Мощность на входе и выходе можно вычислить следующим образом:

Пульсации i₄₃ тока в катушке индуктивности зависят от коэффициента d₁ заполнения первого понижающего преобразователя, то есть, процентной доли одного периода T переключения, в течение которой ключ 33 включен. Пример этого показан на фиг. 7.

На фиг. 7 на верхнем графике показан сигнал напряжения, подаваемый на затвор ключа 33, на следующем графике показан ток через катушку 43 индуктивности и пульсации i₄₃, далее показан ток через ключ 33, а на нижнем графике показан ток через элемент 23, причем все эти сигналы показаны в зависимости от времени t на период T переключения.

Во время первой части периода T переключения ток через катушку 43 индуктивности возрастает, а в течение второй части периода T этот ток уменьшается. На обоих временных интервалах пульсации тока могут быть вычислены следующим образом:

Исходя из этих уравнений, можно вычислить ток через ключ 33 и ток через элемент 23 (смотри также фиг. 7). Имея в виду, что входная мощность равна выходной мощности (потери отсутствуют), можно вычислить ток через схему 3 OLED.

Выходной свет и, следовательно, ток OLED устанавливаются пользователем. Соответствующее напряжение OLED определяется вольтамперной характеристикой OLED. В результате фиксируется рабочая точка. С помощью вышеуказанных уравнений можно вычислить коэффициент заполнения и средний входной ток.

На следующем шаге можно отрегулировать ток через катушку 42 индуктивности, в результате чего обеспечивается косвенное управление током через схему 2 OLED (зеленый). Сравнение двух опорных токов OLED определяет, какой ключ/элемент будет отключен, а какой будет управлять током:

i_OLED3 >i_OLED2 i_L2<0 Ключ 32 выключен, элемент 22 под управлением

i_OLED3 i_OLED2 i_L2>0 Ключ 32 под управлением, элемент 22 выключен

В зависимости от направления тока через вторую катушку 42 индуктивности выключен либо ключ 32, либо элемент 22, а не выключенный ключ либо элемент используется для управления током через катушку 42 индуктивности. Так, для отрицательного тока i₄₂ в катушке ключ 32 выключен в течение всего периода переключения. Его внутренний диод проводит ток, когда элемент 22 выключен. В результате не будет иметь место так называемое синхронное переключение. Когда встречно-параллельный диод транзистора (который обычно бывает выключен) проводит ток, данный транзистор может быть включен в течение указанного периода проводимости для уменьшения мощности рассеяния на встречно-параллельном диоде. На фиг.8 показан пример для отрицательного тока i₄₂ в катушке индуктивности. Уравнения в этом случае определяются по аналогии с уравнениями для верхней ступени.

На фиг.8 на верхнем графике показан сигнал напряжения, подаваемый на затвор ключа 32, на следующем графике показан сигнал напряжения, подаваемый на затвор ключа 22, на следующем графике показан ток через катушку 42 индуктивности и пульсации i₄₂, на следующем графике показан ток через ключ 32, а на нижнем графике показан ток через элемент 22, причем все эти сигналы показаны в функции времени t на период T переключения. Мощность на входе и выходе можно вычислить следующим образом:

Пульсации тока можно вычислить как:

На следующем шаге можно обеспечить управление током через катушку 41 индуктивности, реализовав в результате косвенное управление током через схему 3 OLED (синий). Сравнение двух опорных токов OLED определяет, какой ключ будет выключен, а какой будет управлять током:

i _OLED2>i_OLED1 i₄₁<0 Ключ 31 выключен, элемент 21 под управлением

i_OLED2 i_OLED1 i₄₁>0 Ключ 31 под управлением, элемент 21 выключен

Мощность на входе и выходе можно вычислить следующим образом:

Для пульсаций тока находим:

Сумма трех входных мощностей дает общую входную мощность.

На фиг. 9 показан режим критической/граничной проводимости. На фиг. 9 на верхнем графике показан сигнал напряжения, подаваемый на затвор ключа 33, на следующем графике показан ток через катушку 43 индуктивности и пульсации i₄₃, на следующем графике показан ток через ключ 33, а на нижнем графике показан ток через элемент 23, причем все сигналы показаны в зависимости от времени t на период T переключения.

Работу в режиме критической или граничной проводимости можно использовать во многих приложениях для повышения кпд, поскольку в этом режиме можно обеспечить переключение по нулевому напряжению. Уравнения в этом режиме идентичны уравнениям в режиме CCM. Кроме того, средний ток через катушку индуктивности составляет половину пульсации тока.

Для получения переключения по нулевому напряжению можно реализовать переключение по точке минимума. Не обязательно, чтобы все ступени работали в одинаковом режиме. Возможно, например, чтобы в режиме BCM работала только одна ступень, а две другие работали в режиме CCM.

Режим прерывистой проводимости (DCM) показан на фиг. 10. На фиг. 10 на верхнем графике показан сигнал напряжения, подаваемый на затвор ключа 33, на следующем графике показаны ток через катушку 43 индуктивности и пульсации i₄₃, на следующем графике показан ток через ключ 33, а на нижнем графике показан ток через элемент 23, причем все сигналы показаны в зависимости от времени t на период T переключения.

В режиме DCM ток через катушку индуктивности в течение короткого периода времени равен нулю. Однако на практике в тот момент, когда ток через катушку индуктивности стал равным нулю, появляются колебания. На фиг. 11 показан пример моделирования (ток через катушку 42 индуктивности в функции времени в миллисекундах (мс)), а на фиг. 12 показано напряжение на элементе 22 в функции времени (в мс). Эти колебания можно использовать для обеспечения переключения по нулевому напряжению. В данном примере верхний транзистор (в данном случае это ключ 32) должен быть включен, когда напряжение на элементе 22 достигает минимума. Действуя таким образом, можно обеспечить переключение по точке минимума. Из фиг. 11 и 12 ясно видно, что лучше всего включать ключ 32 (элемент 22 должен быть к этому моменту выключен) в момент первого минимума, когда напряжения переходят через нуль. Таким образом, обеспечивается переключение по нулевому напряжению. В этом примере включение при втором минимуме не приведет к полному переключению по нулевому напряжению, поскольку колебания демпфированы. Чем дольше ждать, тем больше будет потерь на переключение. Следовательно, переключение по нулевому напряжению может быть достигнуто только в некоторые моменты работы устройства.

Заметим, что переключение по нулевому напряжению при выключенных ключах 31-33 достигается в каждый момент и в каждой точке функционирования, пока ток, протекающий через индуктивность, достаточно велик. Переключение по нулевому напряжению элементов 21-23 не достигается в каждой точке функционирования. Решение обеспечить переключение по нулевому напряжению во всех точках функционирования достигается при применении синхронного переключения, которое можно легко обеспечить для первой и второй ступени. При использовании синхронного переключения ток в катушке индуктивности может стать отрицательным, как это видно из теоретического примера на фиг. 13. После того, как ток через катушку индуктивности стал отрицательным, элемент 22 выключается. Теперь ток коммутируется на внутренний диод ключа 32, что приводит к незначительному падению напряжения на транзисторе, который теперь можно включить без потерь.

На фиг. 12 показан верхний график сигнала напряжения, подаваемого на затвор ключа 32, на следующем графике показан сигнал напряжения, подаваемый на затвор элемента 22, на следующем графике показан ток через катушку 42 индуктивности и пульсации i₄₂, на следующем графике показан ток через ключ 32, а на нижнем графике показан ток через элемент 22, причем все сигналы показаны в зависимости времени t на период T переключения.

Для перехода к оптимизированной схеме переключения необходимо заметить, что все три ступени получают входной ток от одного входа, то есть, от одного и того же входного конденсатора 51. Если предположить, что входная емкость велика, то входной конденсатор 51 будет фильтровать все пульсации переменного тока. Следовательно, ток, получаемый от источника I_source= I_in, будет чисто постоянным током.

На фиг. 14 и 15 показаны два примера. На фиг. 14 фазовый сдвиг между токами i₃₃, i₃₂ и i₃₁ транзисторов установлен равным нулю. В результате ток i₅₁ через входной конденсатор 51 оказывается относительно большим. На фиг. 15 фазовый сдвиг второго управляющего сигнала составляет 120°, а фазовый сдвиг третьего сигнала составляет 240°. Поэтому пульсации тока оказываются гораздо меньшими. В действительности, в данном примере пульсации исчезли полностью.

К сожалению, фазовый сдвиг в 120°и 240° для второго и третьего управляющего сигнала не всегда гарантируют минимальные пульсации тока во входном конденсаторе 51. Минимальные пульсации тока могут быть достигнуты путем использования схемы управления, показанной на фиг. 16. На фиг. 16 следующие блоки имеют указанное ниже назначение (где третья ступень управления содержит ключ 33 и элемент 23, вторая ступень управления содержит ключ 32 и элемент 22, первая ступень управления содержит ключ 31 и элемент 21):

160 T_delay1=0 для третьей ступени управления

161 I_42ref >I_43ref? Если «да», то переход к 166, если «нет», то переход к 162

162 T _delay2=0 для второй ступени управления

163 I_41ref>I_42ref? Если «да», то переход к 165, если «нет», то переход к 164

164 T_delay3=d₂T для первой ступени управления

165 T_delay3=d₁T для первой ступени управления

166 T_delay2=d ₁T для второй ступени управления

167 I _41ref>I_42ref? Если «да», то переход к 169, если «нет», то переход к 168

168 T_delay3=0 для первой ступени управления

169 T_delay3=(d₁+d₂)T для первой ступени управления

Таким образом, путем выбора i_41ref, i_42ref и i_43ref и сравнения их друг с другом можно вычислить задержку для каждой ступени.

На фиг. 17-27 показаны некоторые результаты моделирования. В имитационной модели были реализованы два способа управления: гистерезисное токовое управление и токовое управление на основе широтно-импульсной модуляции. Предполагалось, что все компоненты идеальны. Были использованы следующие параметры: U_in =24B, U_diodeR=U_diodeG=U_diodeB =0 B, R_diodeR=R_diodeG=R_diodeB =2 Ом, L₄₃=L₄₂=L₄₁=100 мкГн, U_diode=0,6 B, I_OLED3ref=3 A, I_OLED2ref= 1A, I_OLED1ref=2A, f_SW=f_SW1=f _SW2=f_SW3=200 кГц.

На фиг. 17-19 показаны токи i₄₃, i₄₂, i₄₁ через три катушки индуктивности и результирующие токи OLED i _OLED3, i_OLED2, i_OLED1 (ток в амперах в зависимости от времени в 10^-4с). На фиг. 20-23 показаны токи через ключи 31-33 (ток в амперах в зависимости от времени в 10^-4с). Также показан результирующий входной ток i_in, равный сумме токов первых трех транзисторов. Влияние фазового сдвига управляющих сигналов показано на двух примерах, представленных на фиг. 24-27 (ток в амперах в зависимости от времени в 10^-4с, причем на верхнем графике показан первый фазовый сдвиг, а на нижнем графике показан второй фазовый сдвиг).

В заключение следует сказать, что конфигурации 100 возбудителя возбуждают первые схемы 1 органических светоизлучающих диодов, соединенные с выводами 10 для источника опорного сигнала и первыми выходными выводами 11, и возбуждают вторые схемы 20 органических светоизлучающих диодов, соединенные с первыми выходными выводами 11 и вторыми выходными выводами 12. Конфигурации 100 возбудителя содержат первые/вторые элементы 21/22, соединенные с первыми/вторыми выходными выводами 11, выводами 10 для источника опорного сигнала и первыми/вторыми ключами 31/32, соединенными с выводами 14 для источника питания и первыми/вторыми выходными выводами 11/12, для индивидуального управления многоуровневыми схемами 1 и 2 органических светоизлучающих диодов. Ключи 31, 32 и первые элементы 21 содержат транзисторы, а вторые элементы 22 содержат транзисторы или диоды. Первые/вторые элементы 21/22 и первые/вторые ключи 31/32 соединены друг с другом и через первые/вторые катушки 41/42 индуктивности соединены с первыми/вторыми выходными выводами 11/12.

Ключи 31, 32 и элементы 21, 22 могут вдобавок содержать дополнительные компоненты, такие как один или несколько резисторов, один или несколько конденсаторов и/или одну или несколько катушек. Схема 1,2,3 органических светоизлучающих диодов обычно возбуждается через катушку 41, 42, 43 индуктивности, которая может составлять часть конфигурации 100 возбудителя, либо может составлять часть схемы 1, 2, 3 органических светоизлучающих диодов, либо может находиться между конфигурацией 100 возбудителя и схемой 1, 2, 3 органических светоизлучающих диодов.

Хотя изобретение было проиллюстрировано на чертежах и подробно описано в предшествующем описании, указанные иллюстрации и описание следует рассматривать исключительно как иллюстративный материал или примеры, а не как ограничение; изобретение не сводится к раскрытым здесь вариантам. Например, можно предложить вариант реализации изобретения, в котором различные части раскрытых здесь различных вариантов скомбинированы в новый вариант.

На основе изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения специалисты в данной области техники при практической реализации заявленного изобретения смогут предложить другие версии раскрытых вариантов изобретения. В формуле изобретения термин «содержащий» не исключает наличие других элементов или шагов, а неопределенный артикль «a» или «an» не исключает множества объектов. Один процессор или иной блок может полностью выполнять функции нескольких объектов, указанных в формуле изобретения. Тот факт, что некоторые предложенные меры изложены в отличающихся друг от друга зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что не может пойти на пользу их комбинация. Компьютерная программа может храниться/быть предоставлена на подходящем носителе, таком как оптический носитель данных или твердотельный носитель, поставляемый вместе или как часть другого аппаратного обеспечения, но может также быть предоставлена в других видах, например, через Интернет или другие проводные или беспроводные телекоммуникационные системы. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не следует трактовать как ограничение на объем изобретения.