此处查看pdf全文lcd 电视背光照明中的设计挑战

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1、LCD电视背光照明中的设计挑战LCD(液晶显示器)是电控发光管，LCDTV(液晶显示电视)采用白光作为“背光”，通常使用冷阴极荧光灯(CCFL)为彩色荧光屏照明。其它技术，如：发光二极管(LED),也作为一种考虑方案,但昂贵的价格限制了它们的使用。本文聚焦于驱动和控制多个CCFL，来为大型LCD面板(如LCD电视)提供背光照明时所要面临的设计挑战。设计挑战由于LCD电视是消费品，压倒一切的设计考虑是成本—当然必须满足最低限度的性能要求。驱动灯的CCFL逆变器不能明显缩短灯的寿命。还有，由于要用高压来驱动灯，安全性也是一个必须考虑的因素。本文聚

2、焦于LCD电视应用中，驱动多个CCFL时所要面对的三个关键的设计挑战：挑选最佳的驱动架构、多灯驱动、以及灯频和突发调光频率的精密度控制。挑选最佳的驱动架构可以用多种架构产生驱动CCFL所需的交流波形，包括Royer(自激)、半桥、全桥和推挽。表1详细归纳了这四种架构各自的优缺点。表1.CCFL驱动架构比较DriveAdvantagesDisadvantagesArchitecture•Cannottightlycontrolthelampcurrentorfrequency•RequirestightDC-supplyregulation•L

3、eastexpensiveRoyer•Requiresaspecialtransformerwinding•Requiresaballstcapacitor•Lowefficiency•Doesnotrequireacenter-tapped•RequiresfourMOSFETstransformer•Mayrequirep-channelFullBridge•WorksoverawideDC-supplyrangeMOSFETs,whicharehigher(greaterthan3:1)costandlessefficient•Mayr

4、equirep-channelMOSFETs,whicharehighercostandlessefficient•Requiresahigherturnsratiotransformer,which•RequiresonlytwoMOSFETsincreasescostHalfBridge•Requiresonlytwon-channelMOSFETs,whicharelowerincostandmorehighly•Lowerefficiencywhentheefficientthanp-channelMOSFETsDCsupplygoe

5、sbeyondaPush-Pull•EasilyscalestohigherDCsupply2:1rangevoltages(upto120V)•LowtransformerturnsratioRoyer架构Royer架构(图1)的最佳应用是在不需要严格控制灯频和亮度的设计中。由于Royer架构是自激式设计，受元件参数偏差的影响，很难严格控制灯频和灯电流，而这两者都会直接影响灯的亮度。正因为此，Royer架构很少被用于LCD电视，尽管它是本文所述四种架构中最廉价的。图1.Royer驱动器简单，但不太精确。全桥架构全桥架构最适合于直流电源电压非

6、常宽的应用(图2)。这就是几乎所有笔记本PC都采用全桥方式的原因。在笔记本中，逆变器的直流电源直接来自系统的主直流电源，其变化范围通常在7V(电池低)至21V(交流适配器)。有些全桥方案要求采用p沟道MOSFET，比n沟道MOSFET更贵。另外，由于固有的高导通电阻，p沟道MOSFET的效率更低。图2.全桥驱动器很适合于大范围的直流电源。半桥架构相比全桥，半桥架构最大的好处是每个通道少用了两只MOSFET(图3)。但是，它需要更高匝比的变压器，这会增加变压器的成本。还有，如同全桥架构一样，半桥架构也可能会用到p沟道MOSFET。图3.半桥驱动

7、器比全桥驱动器少用两个MOSFET。推挽架构最后我们来考虑推挽驱动器，它有很多好处。这种架构只用到n沟道MOSFET(图4)，这有利于降低成本和增加逆变器效率。它很容易适应较高的逆变器直流电源电压。采用更高的逆变器直流电源电压时，只需选择具有合适的漏-源击穿电压的MOSFET即可。不管逆变器的直流电源电压如何，都可采用同样的CCFL控制器。但采用n沟道MOSFET的全桥和半桥架构就无法做到这一点。推挽架构最大的缺点是，要求逆变器直流电源电压的范围小于2:1。否则，当直流电源电压处于高端时，由于交流波形的高振幅因数，系统的效率会降低。这使推挽架

8、构不适用于笔记本PC，但对于LCD电视非常理想，因为逆变器直流电源电压通常会被稳定在±20%。图4.推挽驱动器非常简单，还可精确控制。多灯驱动CCFL已在笔记本PC