液晶電視CCFL控制電路的設(shè)計技巧

摘要：液晶顯示器(LCD)正成為電視的主流顯示技術(shù)。LCD電視通常需要背光源產(chǎn)生可視的影像，因此背光源的設(shè)計就成為關(guān)鍵。由于LCD電視是消費品，CCFL工作在高壓的狀態(tài)下，在選用電路的時候不但要考慮成本，還要考慮其可靠性。驅(qū)動多個CCFL燈管時所要面對的關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是：挑選最佳的驅(qū)動架構(gòu)、多燈驅(qū)動、脈沖調(diào)光、保護(hù)電路的設(shè)計。
關(guān)鍵詞：LCD TV；CCFL燈管；驅(qū)動架構(gòu)；多燈驅(qū)動；脈沖調(diào)光；保護(hù)電路

液晶電視的顯示屏是屬于被動發(fā)光型的顯示器件，它需要借助背光源發(fā)出的光線通過液晶屏透射出來，利用液晶的分子在電場作用下控制通過的光線以形成圖像。要顯示色彩豐富的優(yōu)質(zhì)圖像，要求背光源發(fā)出光線的光譜范圍要寬，接近日光色以便最大限度地展現(xiàn)自然界的各種色彩。同時液晶電視要保證有足夠的亮度、保持整個屏幕亮度的均勻性和亮度可以調(diào)節(jié)。
CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lam，也叫冷陰極燈。其原理是通過高能量電子轟擊汞原子，使汞原子被激發(fā)。但激發(fā)態(tài)并不穩(wěn)定，汞原子由激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時會釋放能量，此能量是以輻射253．7 nm和185．0 nm紫外光子的形式產(chǎn)生的，熒光粉吸收紫外光子而發(fā)出白色的可見光。CCFL燈管電極構(gòu)造簡單，管徑易細(xì)化，可靠性高，壽命一般在3萬小時以上，在觸發(fā)點火時不需燈絲預(yù)熱，加上圓柱狀外形很容易與光反射組件組合成薄板狀照明器，因此在TFT-LCD背光源上廣泛采用。

1 CCFL冷陰極燈的特性
CCFL燈管的驅(qū)動電路集成也叫CCFL INVERTER，CCFL燈管是一個高非線性負(fù)載。冷陰極燈在開始啟動時，當(dāng)電壓還沒有達(dá)到觸發(fā)值(一般1 000 V以上)時，燈管呈正電阻(數(shù)兆歐)。一旦達(dá)到觸發(fā)值，燈管內(nèi)部產(chǎn)生電離放電產(chǎn)生電流，此時電流增加，燈管兩端電壓下降呈負(fù)阻特性，很快降為幾百千歐級。當(dāng)流過燈絲的電流達(dá)到一定值時，CCFL燈管兩端電壓停止下降進(jìn)入一個穩(wěn)態(tài)值，通常稱為CCFL燈管的工作電壓，激活CCFL燈管的電壓一般是工作電壓的兩到三倍。啟動電壓與電流的曲線如圖1(a)所示。

CCFL背光電源是將DC轉(zhuǎn)換為AC，其存在轉(zhuǎn)換頻率，CCFL背光電源的工作頻率就是轉(zhuǎn)換頻率，背光電源的工作頻率必須和所配TFT-LCD屏相對應(yīng)。CCFL背光電源工作波形要盡可能的是正弦波，如波形太差，會造成光效差，燈管發(fā)熱嚴(yán)重，燈管壽命下降等問題。對于CCFL燈管來說，其工作時候的亮度和工作時候的溫度有很大的關(guān)系，在低溫如-20℃的時候，其特性表現(xiàn)為即使用很高的電壓啟動也只能發(fā)出微弱的光。典型的亮度與溫度的曲線如圖1(b)所示。