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1、2004年仪表技术与传感器2004 第11期InstrumentTechniqueandSensorNo111TFT-LCD中高效率背光模块驱动电路王元庆(南京大学电子科学与工程系,江苏 南京 210093)摘要:冷阴极荧光灯(CCFL)的伏安特性与齐纳二极管十分相似,可用基于Royer推挽式振荡器的逆变电路驱动CCFL.分析了CCFL的电气特性,在此基础上,进一步描述了CCFL驱动电路的工作原理,并给出了获得高效率驱动电路的器件定量计算公式以及确定各元件参数的步骤和方法。关键词:CCFL;逆变器;谐振;液晶显示器中图分类号:TN705文献标识码:A文章编号:1002-1841(
2、2004)11-0032-03HighEfficiencyInverterforBacklightinTFT-LCDWANGYuan2qing(DepartmentofElectronicScienceandEngineering,NanjingUniversity,Nanjing210093,China)Abstract:TheV2IfeatureofCCFLisverysimilartoZenerpsdiode,whichisusuallypoweredbyinverterbasedonRoyerpush2pulloscillator.Asthefirststep,theel
3、ectricalfeatureofCCFLwasanalyzed.Basedonthatparagraphabove,theoperatingprincipleofthein2verter,whichisRoyer2basedoscillator,wasdescribedindetail.Themethodandstephowtodeterminetheelectricfactorofveryelementsinthecircuitwereputforward.Bytheseriesofequationgiven,ahighefficientinvertertoconvertDC
4、tohighvoltageACwillbegotten.KeyWords:CCFL;Inverter;Resonance;LCD1 引言启动阶段,灯管的电流受电压制约,电压越大,电流越目前,有源薄膜晶体管阵列液晶显示器(AM-小。并且,图1曲线部分表示的是一个动态过程。TFT-LCD)几乎全都采用冷阴极荧光灯(ColdCathodeFluorescenceLamp,CCFL)作为背光照明的发光部件,CCFL需要在高压(500V以上)、交流(40kHz左右)电源的驱动下工作,因此通常需要将直流、低压电源逆变为高压、交流电源。为了降低CCFL的功耗,有必要提高逆变电路的转换效率,尽可
5、能地使逆变电路的电图1CCFL电压与电流关系气参数与采用的CCFL电气特性相匹配。 灯管启动之后,灯管呈现电阻特性,并且具有负2CCFL驱动电路的分析的稳压特性,即管子电流越大,管子两端的电压越小。2.1 冷阴极荧光灯的电特性灯管工作之后,灯管两端的电压受制于电流值。在此在某些情况下,冷阴极荧光灯(CCFL)的伏安特性阶段灯管的电流值实际上决定了灯管的发光亮度,如与齐纳二极管的伏安特性十分相似,在未点亮前,图2所示。可见,CCFL的发光亮度的增大可以通过CCFL呈现无穷大的阻抗,一旦点亮,基本上是一个电增大灯管的电流来实现,但增大电流的作用是有限阻型阻抗。因此,对于CCFL的启
6、动可以首先用一个的,且过大的电流会使灯管的电极受到损害,进而导启动电压将灯管点亮,然后限制并维持通过CCFL的致灯管的寿命缩短[2]。电流。在一定的电流作用下产生相应的压降,如同一个电阻型元件。CCFL的电流-电压关系可用图1描述,曲线分启动阶段和工作阶段,图1中用垂直虚线分开。虚线左边为启动阶段,灯管启动初期,电流及其微弱,随着灯管两端电极之间的电压的增大,灯管内的汞离子加图2 发光亮度与电流的关系速增加并定向运动(由于是交流激励而往复运动),灯212 冷阴极荧光灯的温度特性管的电流逐步增大,当电压升至一定量时,灯管启动。在低温情况下,CCFL灯管内的汞挥发较慢,汞蒸气压不高,
7、管内的汞离子数量十分有限,影响灯的启基金项目:江苏省高技术研究计划项目(BG2004031)动和发光。因此,CCFL的启电压和发光亮度与灯管收稿日期:2003-05-06 收修改稿日期:2004-08-12的温度有关。©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 第11期王元庆:TFT-LCD中高效率背光模块驱动电路33改善CCFL低温特性的可行性办法有两种:外部加热的预热方法和低温启动时采用过功
