LCD電視背光驅動電路設計方案
為LCD面板提供背光的理想方案是多通道CCFL控制器,它的每個通道獨立驅動和監(jiān)測每個燈。這種多通道CCFL控制器既解決了亮度不均勻和單燈失效問題,并降低了去耦要求,而且還具有高成本效益。
圖6:DS3984/DS3988單獨驅動和監(jiān)視每個燈,為LCD電視和PC監(jiān)視器提供均勻亮度
3 對燈和脈沖調光的嚴格控制
由於LCD電視需要顯示動態(tài)且連續(xù)行動的畫面,它有一些在靜態(tài)顯示應用(例如電腦監(jiān)視器和筆記型電腦)中所沒有的特殊要求。CCFL的驅動頻率可能會干擾LCD螢幕上顯示的畫面。如果燈頻接近視訊刷新頻率的某個倍頻,就會在螢幕上出現(xiàn)緩慢行動的線或帶。通過嚴格控制燈頻在±5%以內,可以消除這種問題。
用於調節(jié)燈亮度的脈沖調光頻率也要求同樣的嚴格控制。這種調光方式通常是采用30Hz至200Hz頻率范圍的脈寬調變(PWM)訊號,在短時間內將燈關閉,達到調光目的。由於關閉時間很短,不足以使電離態(tài)消失。如果脈沖調光頻率接近垂直同步頻率的倍頻,也會產生滾動線。同樣,將脈沖調光頻率嚴格控制在±5%以內就可以消除這個問題。另外,在有些LCD電視中,為了改善LCD螢幕的影像響應,還要求緩慢的CCFL脈沖調光頻率與視訊垂直同步頻率同步起來。
圖7:DS3984/DS3988的每個通道也可驅動多個燈
DS3984(四通道)和DS3988(八通道)CCFL控制器解決了本文所提到的所有這些設計挑戰(zhàn)。可將這些元件配置為每個通道驅動一個燈(圖6),或者每通道多個燈(圖7),用戶可靈活裁減設計,以滿足自己的性價比目標。多個DS3984/DS3988可輕松串聯(lián),以支援任意數(shù)量的燈來為LCD電視螢幕提供背光。
DS3984/DS3988采用推挽驅動架構,可以使用更低成本、更高效率的n通道MOSFET。轉換器直流電源電壓也可采用更高的電壓。單獨的燈控制和監(jiān)測可提供均勻的亮度,并減少轉換器的元件總數(shù)。采用單獨的燈控制時,如果某一個燈失效,僅會使這個失效的燈停止工作,其他燈繼續(xù)工作,并不會受影響。片上振蕩器產生的燈頻和脈沖調光頻率被嚴格限定在±5%水準,消除了對於顯示影像的影響,并且也可被同步至外部時脈源。
表1:CCFL驅動架構比較
5 冷陰極螢光燈
冷陰極螢光燈(CCFL)是一種長而細的密封玻璃管,內充惰性氣體。當給燈管施加高電壓時,氣體被電離,產生紫外線(UV)。紫外線打到內壁涂敷的螢光材料上使其激發(fā),發(fā)出可見光。
CCFL有許多優(yōu)點,包括:它是優(yōu)良的白光源;低成本;高效率(光輸出與輸入電功率之比);長壽命(>25千時);穩(wěn)定、確定的工作狀態(tài);容易調節(jié)亮度;重量輕。
CCFL有一些特殊性能,必須仔細考慮以最大化其效率、壽命和實用性。然而,這些特性帶來了一些特殊的設計挑戰(zhàn)。例如,為了最大化燈管的壽命,需要采用交流波形驅動CCFL。任何直流成分會使一部份氣體聚集在燈管的一端,造成不可逆轉的光梯度,使燈管的一端比另一端更亮。此外,為了最大化其效率(光輸出與輸入電功率之比),需要用接近正弦的波形驅動燈管。因此,CCFL通常需要一個直流-交流轉換器來將直流電源電壓變成40kHz至80kHz的交流波形,工作電壓通常在500VRMS至1000VRMS。
在LCD個電視中的燈等間隔地分布在整個LCD背板上,以提供最佳的光分布。重要的是,所有燈要工作在相同的亮度下。盡管在CCFL燈管和LCD面板之間安排有散光器,可協(xié)助均勻分布背光,不均勻的燈管亮度仍然很容易被察覺,并影響電視的影像品質。因LCD面板尺寸而異,用到的CCFL燈數(shù)量可能會多達30甚至40個。
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