CCFL 特性

　　冷陰極熒光燈(CCFL)用作白光源為液晶顯示器(LCD)提供背光。CCFL 可提供許多很好的特性，但也要考慮它們獨特特征，以便使其可用性最大化。這篇應(yīng)用筆記描述了一些CCFL 的獨特特性。

介紹

　　冷陰極熒光燈(CCFL)是填充了惰性氣體的密封玻璃管。當在管子上加高壓時，氣體電離產(chǎn)生紫外(UV)光。UV 光激勵內(nèi)部磷光粉涂層，產(chǎn)生可見光。CCFL 具有很多非常好的特性，包括：

• 極佳的白光源
• 低成本
• 高效率(電源進到燈光出)
• 長壽命(>25K 小時)
• 穩(wěn)定及可預(yù)知的操作
• 亮度可輕易變化
• 重量輕

　　為使CCFL 效率、壽命和可用性最大化，必須考慮到其所具有的一些獨特特性。這篇應(yīng)用筆記描述了其中的一些CCFL 特性。需注意的是，這里給出的數(shù)據(jù)是在特定的CCFL 上采集的，根據(jù)應(yīng)用中所用到的CCFL 模塊的不同，詳細數(shù)據(jù)會有所改變。不過，這里描述的通用趨勢適用于所有CCFL。

溫度影響

　　如圖1、2 和3 所示，CCFL 的工作特性很大程度上受溫度的影響。在低溫下，燈管亮度下降非常明顯(參見圖1)，且燈管啟輝所需的電壓(例如，開啟)顯著上升(參見圖2)。如圖3 所示，燈管表現(xiàn)出的自加熱特性將直接影響燈管啟輝后的燈管亮度。

燈管電流

　　CCFL 效率很大程度上受驅(qū)動燈管的電流波形的影響。正弦波形可提供最好的效率。相反地，振幅因數(shù)很大的非正弦波形不是高效的CCFL 驅(qū)動信號。圖4 顯示的是具有相似RMS 電流的兩個電流波形。雖然高振幅因數(shù)波形與正弦波形具有相同的RMS 電流，但其超出正弦波形的150% 峰值幅值的電流漂移并不產(chǎn)生額外的光，而是僅產(chǎn)生熱。這意味著工作在高振幅因數(shù)波形下的系統(tǒng)，其電氣功率轉(zhuǎn)化為亮度輸出的效率被降低很多。

　　DC 偏移是使用CCFL 時必須考慮的另一種波形問題。為降低燈管內(nèi)汞遷移可能性，燈管波形必須具有最小的DC 偏移。

　　CCFL 設(shè)計用于運行在特定額定電流下，典型值范圍是3mARMS 至8mARMS。圖5 顯示的是減少燈管電流會降低燈管亮度，且增加燈管電流會提高燈管亮度。注意的是這種關(guān)系在較高的電流下不是線性的。在接近標稱額定工作電流時，燈管的亮度按照與燈管電流成幾乎1:1 的比率關(guān)系變化；但在更高的電流下該比率降到小于1:3。因此，使燈管運行在接近其額定電流下是很重要的，因為運行在遠超過其額定值時會降低燈管壽命。同樣，在像LCD TV 及LCD PC 監(jiān)視器這樣的多燈管應(yīng)用中，為了在整個LCD 面板上提供統(tǒng)一的光擴散，保持燈管接近相同電流(例如，亮度)幅值是很重要的。在這些多燈管應(yīng)用中，單個燈管電流幅值和波形必須要精確監(jiān)視且嚴格控制，否則，很可能燈管將表現(xiàn)出不同的亮度。

燈管電壓

　　達到最佳工作性能所要求的CCFL 工作及啟輝電壓是根據(jù)燈管長度和直徑而定的。圖6 顯示的是工作電壓是如何根據(jù)燈管長度增加的。直徑小些的燈管需要高些的工作電壓。

　　CCFL 具有表現(xiàn)為'負阻'的非一般特性，也就是說當電流增加時(參見圖7)燈管電壓降低。負阻因燈管而異，這就造成不同燈管在任意特定電壓下都具有不同的電流，因此，每個燈采用單獨的變壓器和電流控制電路將可獲得最為均勻的燈管特性。

燈管啟輝

　　在電離發(fā)生之前，燈管上的阻抗為幾兆歐姆級的；在典型應(yīng)用中，幾乎可看成是純?nèi)菪缘?。在電離開始時，電流開始流入燈管，其電阻很快跌落至幾百千歐姆級，幾乎可看成是純阻性的。為降低燈管壓力，啟輝波形應(yīng)是對稱的、不帶尖峰的線性正弦波斜坡。如上面注明的，啟輝CCFL 所需的電壓是根據(jù)溫度(參見圖2)變化的。即使是在完全相同的溫度及偏置條件下，燈管啟輝的確切時序不具有高度可重復(fù)性，而且能有