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(dú)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(dú)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(dāng)在管子上加高壓時(shí)，氣體電離產(chǎn)生紫外(UV)光。UV 光激勵(lì)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(jìn)到燈光出)
• 長壽命(>25K 小時(shí))
• 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(dú)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(xì)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(gè)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(shí)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(jì)用于運(yùn)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(biāo)稱額定工作電流時(shí)，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(yùn)行在接近其額定電流下是很重要的，因?yàn)檫\(yùn)行在遠(yuǎn)超過其額定值時(shí)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(gè)LCD 面板上提供統(tǒng)一的光擴(kuò)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(gè)燈管電流幅值和波形必須要精確監(jiān)視且嚴(yán)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(dá)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(fù)阻'的非一般特性，也就是說當(dāng)電流增加時(shí)(參見圖7)燈管電壓降低。負(fù)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(gè)燈采用單獨(dú)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(shí)，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(shí)序不具有高度可重復(fù)性，而且能有