液晶彩背光燈驅(qū)動(dòng)電路的組成

在功率放大器中，目前各廠家生產(chǎn)的背光燈驅(qū)動(dòng)電路均采用MOSFET組成的功率輸出電路，雖然電路形式有所不同，但主要有以下四種基本形式。

(1)全橋架構(gòu)

全橋架構(gòu)功率放大電路如圖6所示，放大元件由4只MOSFET(兩只N溝道及兩只P溝道)組成，工作效率高，供電電壓范圍寬(6V~24V)，特別適合在低電壓的場合應(yīng)用，目前已在筆記本電腦、液晶顯示器及液晶彩電中得到了廣泛應(yīng)用。

圖6 全橋架構(gòu)功率放大電路

(2)半橋架構(gòu)

半橋架構(gòu)功率放大電路如7圖所示，和全橋架構(gòu)相比，用兩只電容取代了兩只功率放大管(一只N溝道和一只P溝道的MOSFET)。在相同的輸出功率和負(fù)載阻抗情況下，供電電壓比全橋架構(gòu)要提高一倍(電流為全橋架構(gòu)的一半)，多用在供電電壓較高的設(shè)備上(電壓高于12V)。

圖7 半橋架構(gòu)功率放大電路

以上兩種架構(gòu)的功率輸出電路中，每一個(gè)橋臂實(shí)質(zhì)是由N溝道和P溝道MOSFET組成的串聯(lián)推挽功率輸出電路。

(3)推挽架構(gòu)

這種架構(gòu)的功率放大電路如圖8所示，用了兩只廉價(jià)低導(dǎo)通電阻的N溝道MOSFET,使電路的效率更高(P溝道的MOSFET價(jià)格高，且由于導(dǎo)通電阻大，電路的效率較低)，對于MOSFET管的篩選要求也低，電路所用元件也少，有利于最大限度地降低成本，但是，該推挽架構(gòu)對電源的穩(wěn)定性要求較高。

圖8 推挽架構(gòu)的功率放大電路

(4)Royer架構(gòu)(自激振蕩)

自激振蕩器方式如圖9所示，不需要激勵(lì)控制電路，主要由兩只功率管和變壓器加反饋電路組成最簡單的應(yīng)用方式，主要用在不需要嚴(yán)格控制燈的頻率和亮度的電路中。

圖9 自激振蕩器方式

由于Royer架構(gòu)是自激式設(shè)計(jì)，受元件參數(shù)偏差的影響，很難保證振蕩頻率和輸出電壓的穩(wěn)定，而這兩者均會(huì)直接影響到燈管的亮度和使用壽命，加之無法進(jìn)行亮度控制，雖然它是上述四種架構(gòu)中最簡單、廉價(jià)的，但是一般不用于液晶顯示屏中，而是多用在廉價(jià)的節(jié)能燈上。

3.輸出電路及正弦波的形成

在背光板驅(qū)動(dòng)電路中，前級(jí)(振蕩器和調(diào)制器)和功率輸出部分基本上是工作在開關(guān)狀態(tài)(因開關(guān)狀態(tài)工作效率高，輸出功率大)，輸出信號(hào)基本也是開關(guān)信號(hào)。燈管的最佳供電電壓波形應(yīng)是正弦波，為了保證燈管工作在最佳狀態(tài)(對于發(fā)光亮度及壽命是非常重要的)，因此必須把功率輸出級(jí)輸出的方波信號(hào)變換為正弦波，這一過程簡稱正弦化過程，其具體處理方式有兩種：一是在高壓變壓器高壓輸出端進(jìn)行處理，二是在高壓變壓器低壓輸入端進(jìn)行處理。目前，大多采用后一方式，而前一種方式多用于早期的背光燈驅(qū)動(dòng)板中，下面分別進(jìn)行介紹。

(1)輸出電路正弦化處理方式

整個(gè)背光燈驅(qū)動(dòng)電路可以看作是一個(gè)他激振蕩器。一個(gè)振蕩器輸出什么波形完全取決于振蕩器的輸出電路特性，輸出電路如果是諧振電路，輸出必然是正弦波。因此，只要把高壓驅(qū)動(dòng)輸出電路做成一個(gè)諧振電路，就可以輸出正弦波。如果諧振電路的諧振頻率就是振蕩器的振蕩頻率，那么該電路就能最大限度地、高效地把能量傳輸給燈管。

在高壓變壓器的輸出端和燈管連接處串聯(lián)一只電容c(常稱作輸出電容)，如圖10所示。電容C和輸出高壓變壓器輸出繞組L及負(fù)載構(gòu)成的等效電路如圖11所示，電感L和電容C串聯(lián)成諧振電路，諧振時(shí)電流達(dá)到最大值，此最大電流即是流過燈管的電流，也意味著功率輸出的能量最大限度地輸送給了燈管。由于燈管也是串聯(lián)在電路中的一部分，便形成了串聯(lián)諧振電路的電阻分量，所以該諧振電路是低Q值電路，即使振蕩頻率略有偏差，也能保證能量的有效傳輸。

圖10在高壓變壓器的輸出端和燈管連接處串聯(lián)一只電容c

圖11 電容C和輸出高壓變壓器輸出繞組L及負(fù)載構(gòu)成的等效電路

【提示】電感L(即高壓變壓器的高壓繞組)易損壞。損壞后，一定要換用參數(shù)接近的變壓器，否則其性能會(huì)大幅下降，甚至不能使用。

(2)輸入電路正弦化處理方式

在低壓輸入端正弦化處理的功率驅(qū)動(dòng)電路簡圖如圖12所示，Vl、V4為P溝道MOSFET管，V2、V3為N溝道MOSFET管，電容Cl與高壓變壓器Tl的初級(jí)繞組Ll串聯(lián)。該功率驅(qū)動(dòng)電路的4路激勵(lì)脈沖如圖13所示。

圖12 在低壓輸入端正弦化處理的功率驅(qū)動(dòng)電路簡圖

圖13 4路激勵(lì)脈沖

在t0-t1期間，V1、V3導(dǎo)通，V2、V4截止，電源經(jīng)V1、C1、L1、V3形成電流回路，如圖14所示。在此期間，流過L1的電流逐漸增大，Ll儲(chǔ)能，其感應(yīng)電動(dòng)勢為左正右負(fù)。