1 引 言
有機電致發(fā)光(EL)器件，或稱有機發(fā)光二極管(OLED)的一般結(jié)構(gòu)是在一金屬陰極和一透明陽極之間夾一層有機電致發(fā)光介質(zhì),。在電極間施加一定的電壓后,，這層發(fā)光介質(zhì)就會發(fā)光。將OLED應(yīng)用于平板顯示而制成顯示器被稱為有機發(fā)光顯示器,，也叫OLED顯示器,。與LCD相比，OLED具有主動發(fā)光,，無視角問題,；重量輕，厚度??；高亮度，高發(fā)光效率,；發(fā)光材料豐富,，易實現(xiàn)彩色顯示；響應(yīng)速度快,，動態(tài)畫面質(zhì)量高,；使用溫度范圍廣；可實現(xiàn)柔軟顯示,；工藝簡單,，成本低；抗震能力強等一系列的優(yōu)點,，因此他被專家稱為未來的理想顯示器,。
OLED雖然已有了長足進展并已給平板顯示領(lǐng)域帶來新的曙光，但是OLED技術(shù)仍然處在發(fā)展期,，其中有機發(fā)光材料仍是OLED最主要的制約因素,。由于有機電致發(fā)光的微觀世界難以直接觀測，故只能通過測量驅(qū)動電壓,、電流,、亮度、發(fā)光效率等參數(shù)指標(biāo),，為分析發(fā)光機理提供一定的依據(jù),。本文研究的重點內(nèi)容是利用單片機控制和功率變換技術(shù)，采用一臺自行設(shè)計的電壓,、頻率,、占空比均可調(diào)的驅(qū)動電源,，作為分析有機電致發(fā)光材料的測試平臺，同時設(shè)計出電壓,、頻率實時調(diào)整等不同的軟件模塊,，使電源能在不同驅(qū)動方式下工作，實現(xiàn)了對不同狀態(tài)冷光片(有機電致發(fā)光介質(zhì))的性能測試,。
2測試電源硬件結(jié)構(gòu)
本文采用的測試電源為交流脈沖電源,，從電路功能上分為兩大部分：主電路和輔助電路。
主電路包括：斬波調(diào)壓和全橋變換電路,，產(chǎn)生峰值電壓,、頻率和占空比均可調(diào)的交流脈沖電壓。
輔助電路包括以下幾部分：
(1)控制電路,，實現(xiàn)對斬波管,、調(diào)頻管控制信號的產(chǎn)生，同時具有過流保護中斷,、對電位器設(shè)定值進行A／D采樣和手動復(fù)位等功能。
(2)驅(qū)動電路,，將控制電路產(chǎn)生的脈沖信號進行功率放大提供給各開關(guān)管,，同時將主電路與控制電路進行強弱電間的隔離。
(3)緩沖電路,，減少各開關(guān)管的開關(guān)瞬間的功耗,，提高開關(guān)管在開關(guān)瞬間的安全性。
(4)過流保護電路,，防止負(fù)載短路時瞬態(tài)電流過大,，損壞元器件。
(5)峰值電壓采樣電路,，為顯示電路提供0～5 V范圍的峰值電壓采樣值,。
(6)輔助電源，為控制電路,、驅(qū)動電路和顯示電路提供電源,。電源整機電路方框圖如圖1所示。
3冷光片測試電源控制部分硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計
3．1 控制芯片簡介
驅(qū)動電源的控制芯片采用美國Microchip公司生產(chǎn)的PIC單片機,。此系列單片機的硬件系統(tǒng)設(shè)計簡潔,，指令系統(tǒng)設(shè)計精練。目前,，已有多家著名半導(dǎo)體公司仿照PIC系列單片機,，開發(fā)出與之引腳兼容的系列單片機。
例如,，美國SCENIX公司的SX系列,、中國臺灣EMC公司的EM78P系列,、中國臺灣MDT公司的MDT系列等。
3．2控制電路設(shè)計簡介
采用PIC819作為控制芯片,，晶振選用20 MHz,。一條指令執(zhí)行時間為0.25 μs。如圖2為斬波調(diào)壓控制電路,，圖3為調(diào)頻控制電路,。
4冷光片測試電源控制部分軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計
為了實現(xiàn)對冷光片的亮度－電壓、亮度－頻率的測試,，本文設(shè)計了電壓和頻率實時調(diào)整等不同的軟件模塊,，實現(xiàn)了對不同狀態(tài)冷光片的性能測試。
4．1 實時電壓調(diào)節(jié)
電壓的調(diào)節(jié)是通過PIC819自帶的PWM輸出口控制的,。他所完成的任務(wù)有：
(1)PIC內(nèi)部自帶A／D轉(zhuǎn)換口,，通過電位器調(diào)節(jié)設(shè)定PWM的占空比。
(2)為了使電源上電瞬間電壓不會突然增加到設(shè)定值,，引起瞬間沖擊電流過大損壞冷光片,，程序在初始狀態(tài)設(shè)定緩啟動程序能夠使電源開機后，電壓從0緩慢上升到設(shè)定電壓值,。
(3)當(dāng)主電路輸出電流過大時,，過流保護電路觸發(fā)PIC的中斷控制端，中斷保護程序?qū)WM口清0,，使斬波輸出電壓為0,。
PWM斬波頻率為20 kHz，通過電位器調(diào)節(jié)輸出占空比,。由于主電路變壓器降壓后168 V交流輸人,，整流濾波后電壓為200 V(帶負(fù)載情況下)，所以占空比控制在0～100％,，則可斬波輸出0～200 V電壓,。即PWM脈寬從0～50弘s。根據(jù)PIC芯片PWM脈寬寄存器賦值計算公式,，得PWM脈寬寄存器賦值范圍為00H～OFAH,。
其程序設(shè)計流程如圖4所示。
程序設(shè)計思路為：初始化,，將PWM脈寬寄存器賦值為0,。通過A／D轉(zhuǎn)換，將PWM的設(shè)定值采入單片機,，并換算為PWM脈寬寄存器將要設(shè)定的值存入暫存器,。然后比較暫存器與PWM脈寬寄存器的值，逐漸增加PWM脈寬寄存器的值到等于暫存器的值,。每加"1"PWM脈寬寄存器的值時調(diào)20 ms定時時間,。這樣就完成緩啟動程序,。接著循環(huán)進行A／D采樣，將換算得到的設(shè)定值存入暫存器并比較他與PWM脈寬寄存器的值,，不斷調(diào)整PWM脈寬寄存器的值,，使之與暫存器的值相同。這樣可以實時調(diào)節(jié)PWM的脈寬,，即實時調(diào)節(jié)斬波輸出的電壓,。
4．2 實時頻率調(diào)節(jié)
頻率的調(diào)節(jié)是通過另外一片PICl6F819芯片實現(xiàn)的，控制電路如圖3,。為了使波形穩(wěn)定,，程序采用非結(jié)構(gòu)化設(shè)計。
設(shè)計思想是：將兩組對管的開關(guān)控制狀態(tài)組合為4種循環(huán)狀態(tài),，引腳RA2,，RA4在每一個狀態(tài)中，只有惟一確定的值：01,，00,，10，00,，循環(huán)進行設(shè)置其狀態(tài)時間,。在每一個周期內(nèi)，執(zhí)行A／D采樣程序,。根據(jù)采樣頻率設(shè)定值和占空比設(shè)定值來計算各狀態(tài)時間。然后將以上工作插入各狀態(tài)時間內(nèi)完成,。這樣可以實時調(diào)節(jié),，實時采樣，并且不會影響輸出引腳狀態(tài)發(fā)生混亂,。導(dǎo)通時間ton=周期T×占空比D,，關(guān)斷時間toff=周期T一導(dǎo)通時間ton程序流程如圖5所示。
結(jié) 語
OLED特有的優(yōu)勢符合未來理想顯示器的發(fā)展方向,。本文根據(jù)OLED有機電致發(fā)光介質(zhì)的特點,，以自行設(shè)計的電源為測試平臺，通過不同模式的軟硬件組合控制,，實現(xiàn)了有機電致發(fā)光介質(zhì)的研究型測試和應(yīng)用型測量,，為進一步研究和應(yīng)用無機電致發(fā)光材料提供了一個良好的測試平臺。