液晶显示器用逆变器驱动单元

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1、液晶显示器用逆变器驱动单元1．引言液晶显示器最初作为笔记本电脑、文字处理器的显示装置发展起来，现已扩展到计算机、游戏机、弹子机、摄像机、车载电视、产业用机器的显示等，从小型的到大型的机器，在各个领域都得到广泛应用。因液晶屏本身没有发光功能，这就需要在液晶屏后加一个照明系统，该背光照明系统由发光部件、能使光线均匀照射在液晶表示面的导光板和驱动发光部件的电源构成。现在发光部件的主流为被称作冷阴极管的萤光管。其发光原理与室内照明用的热阴管类似，但不需象热阴管那样先预热灯丝，它在较低温状态就能点亮，因此叫冷阴极管。但要驱动这种冷阴极管需要能输出1000~15

2、00V交流电压的特殊电源。逆变器单元件就是驱动这种冷阴极管用的小型电源，是液晶显示装置中重要的功能部件之一。随着液晶显示器应用于不同的市场和用途，对背光照明系统的要求也愈来愈多，如表1所示。特别是欧洲许多国家对电磁辐射有严格的规限，给CRT显示器到液晶显示器（LCDLiquidCrystalDisplay）的转换展示了广阔的市场前景。以下我们会以液晶显示器的用户为对象，就现在主流逆变器的基本动作原理，特长，设计时的注意点，以及如何选定方案来满足各种各样的要求等加以说明。■各类显示装置所要求的逆变器特性（表1）分类AvBACKLIGHTER的要求小型（

3、薄型）效果寿命调光AV观测器r´录像显示屏´液晶电视´液晶显示器汽车导航系统显示器OA笔记本电脑情报终端通信传呼机显示器´其他游艺机显示器´各种控制器´®®r表示为要求项目中优先顺序，“´”表示不要项目液晶显示器用逆变器驱动单元2.逆变器（INVERTER）回路单元的基本动作原理使用液晶逆变器驱动单元时应对作为负荷的冷阴极管的特性作深入地了解和把握。下面就最初使用背光照明的笔记本电脑用的LCD显示器为对象，对冷阴极管的特点，以及作为现在逆变器回路主流模式的推挽回路的基本动作原理，简单地加以说明。2-1．冷阴极管的特性冷阴极管具有管长、管径、管内气体的

4、种类、气压等管的特有特性，以及会因周围温度变化，辉度和电气特性随之变化的特点，使用前有必要对管特性进行仔细确认。·冷阴极管的放电冷阴极管中，在高压电场的加速下，电子和阳离子撞击阴极表面，使阴极再次放出电子，辉光放电开始后放电处于维持状态。冷阴极管能发出明亮的光是因为二次放电时电子引发的紫外线撞击管内壁涂布的萤光物质。管径为2~3mm是主流，管长则根据液晶屏尺寸的不同，由50~280mm不等，目前AOC所用的LCD有15”、17”、18”、19”、22”。·放电开始时间和管电压在冷阴极管两端加500~1000Vrms的高压，管就开始放电。这时的电压称为

5、放电开始电压（也叫起动电压或始动电压）。冷阴极管中流过电流时，管阻抗会减小，管两端的电压也急剧减小，但是，只要有一定的电流流过，电压的减小会变得缓慢，如图1电压特性变得大致稳定。此时的电压称为电压，大致为300~700Vrms的幅度。管电压与管子的种类也有关系。管特性与硅二极管中的齐纳管类似，但不同的是当流过齐纳管的电流增加时其两端的电压是增加的，为正电压特性，而冷阴极管的电流增加电压反而减小，为负电压特性。g萤光管的电压—电流特性（图1）一般来说放电开始电压和管电压在以下条件下有要求增高的趋势a.周围的温度愈低b.冷阴极的管愈细c.冷阴极的长度愈长

6、因此，对逆变器来说，开放电压（逆变器输出的，使灯管放电的激光电压）需1000~1500Vrms，比管子的放电开始电压略高。液晶显示器用逆变器驱动单元·管电流·辉度放电开始后，需要有持续的电流过才能维持灯管持续放电。管电流越大管的辉度也越高，但管电流太大会对管电极造成损伤，使冷阴极管的寿命缩短或直接烧毁灯管。现在主流灯管的管电流平均一根为2~7mA，将管电流控制在适当的值上是很重要的。通常，在冷阴极管的规格表中额定管电流的辉度会有所表示，从所需的辉度可确认需多大管电流。如图2所示，周围温度愈低，辉度愈低，放电起始电压愈高。g灯管辉度和放电开始电压的温度

7、特性（图2）·频率（周波数）冷阴极管一般需交流电驱动。直流驱动时冷阴极管的水银离子偏集中到一边，使灯管的灰度产生不平衡，寿命也相应缩短。频率越高灰度越亮。但是，因从逆变器到灯管的引线存在分布容量，使漏电流增大，因此，从逆变器输出的电流并不全都流过冷阴极管，漏电流是造成灯管的发光效率低的因素之一。所以，为确保不受LCD显示器工作频率的干扰而产生闪烁、干涉等现象，必须对使用条件，安装状态作认真的检讨。以上这些特性和色温、演色性（彩色再现性）等特性，都要向灯管制造商确认清楚。2-2．基本动作下面就逆变器回路的原理简单地加以说明。如图3所示，方框内为逆变器回

8、路。从外侧看有以下7个参数。·输入电压Vin------输入逆变器的电压液晶显示器用逆变器驱动单元·输入电流