采用DS3984/DS3988的LCD電視背光驅(qū)動(dòng)電路方案設(shè)計(jì)

LCD電視應(yīng)用中可以采用多種架構(gòu)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)CCFL所需的交流波形，驅(qū)動(dòng)多個(gè)CCFL時(shí)所要面對的三個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)是選擇最佳的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)、多燈驅(qū)動(dòng)、燈頻和脈沖調(diào)光頻率控制。本文對四種常用驅(qū)動(dòng)架構(gòu)進(jìn)行了對比分析，并提出多燈設(shè)計(jì)中解決亮度不均以及驅(qū)動(dòng)頻率可能干擾畫面等問題的方法，并提出基于DS3984/DS3988的電路方案。

圖1：Royer驅(qū)動(dòng)器簡單，但不太精確

　　液晶顯示器（LCD）正成為電視的主流顯示技術(shù)。LCD面板實(shí)際上是電子控制的光閥，需要靠背光源產(chǎn)生可視的影像，LCD電視通常用冷陰極螢光燈提供光源。其他背光技術(shù)，例如發(fā)光二極體也受到一定的重視，但由於成本過高限制了它的應(yīng)用。

　　由於LCD電視是消費(fèi)品，壓倒一切的設(shè)計(jì)考慮是成本─當(dāng)然必須滿足最低限度的性能要求。驅(qū)動(dòng)背光燈的CCFL轉(zhuǎn)換器不能明顯縮短燈的壽命。此外，由於要用高壓驅(qū)動(dòng)，安全性也是一個(gè)必須考慮的因素。LCD電視應(yīng)用中，驅(qū)動(dòng)多個(gè)CCFL時(shí)所要面對的三個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)是：挑選最佳的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)；多燈驅(qū)動(dòng)；燈頻和脈沖調(diào)光頻率的嚴(yán)格控制。

圖2：全橋驅(qū)動(dòng)器很適合於大范圍的直流電源

　　1 挑選最佳的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)

　　可以用多種架構(gòu)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)CCFL所需的交流波形，包括Royer（自振蕩，self-oscillating）、半橋、全橋和推挽。表1詳細(xì)歸納了這四種架構(gòu)各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

　　1.1 Royer架構(gòu)

　　Royer架構(gòu)（圖1）的最佳應(yīng)用是在不需要嚴(yán)格控制燈頻和亮度的設(shè)計(jì)中。由於Royer架構(gòu)是自振蕩設(shè)計(jì)，受元件參數(shù)偏差的影響，很難嚴(yán)格控制燈頻和燈電流，而這兩者都會(huì)直接影響燈的亮度。因此，Royer架構(gòu)很少用於LCD電視，盡管它是本文所述四種架構(gòu)中最廉價(jià)的。

　　1.2 全橋架構(gòu)

　　全橋架構(gòu)最適合於直流電源電壓非常寬的應(yīng)用（圖2），這就是幾乎所有筆記本PC都采用全橋方式的原因。在筆記本中，轉(zhuǎn)換器的直流電源直接來自系統(tǒng)的主直流電源，其變化范圍通常在7V（低電池電壓）至21V（交流配接器）。有些全橋方案要求采用p通道MOSFET，比n通道MOSFET更貴。另外，由於固有的高導(dǎo)通電阻，p通道MOSFET的效率更低。

　　1.3 半橋架構(gòu)

圖3：半橋驅(qū)動(dòng)器比全橋驅(qū)動(dòng)器少用兩個(gè)MOSFET

　　相較全橋，半橋架構(gòu)最大的好處是每個(gè)通道少用了兩只MOSFET（圖3）。但是，它需要更高匝比的變壓器，這會(huì)增加變壓器的成本。還有，如同全橋架構(gòu)一樣，半橋架構(gòu)也可能會(huì)用到p通道MOSFET。

　　1.4 推挽架構(gòu)

　　推挽驅(qū)動(dòng)器有很多好處：這種架構(gòu)只用到n通道MOSFET（圖4），這有利於降低成本和增加轉(zhuǎn)換器效率；它很容易適應(yīng)較高的轉(zhuǎn)換器直流電源電壓；采用更高的轉(zhuǎn)換器直流電源電壓時(shí)，只需選擇具有合適的漏-源擊穿電壓的MOSFET即可。不管轉(zhuǎn)換器的直流電源電壓如何，都可采用同樣的CCFL控制器。但采用n通道MOSFET的全橋和半橋架構(gòu)就無法做到這一點(diǎn)。

　　推挽架構(gòu)最大的缺點(diǎn)是要求轉(zhuǎn)換器直流電源電壓的范圍小於2:1。否則，當(dāng)直流電源電壓處於高階時(shí)，由於交流波形的高振幅因子，系統(tǒng)的效率會(huì)降低。這使推挽架構(gòu)不適用於筆記型電腦，但對於LCD電視非常理想，因?yàn)檗D(zhuǎn)換器直流電源電壓通常會(huì)穩(wěn)定在±20%以內(nèi)。

圖4：推挽驅(qū)動(dòng)器非常簡單，還可精確控制