液晶逆变器工作原理课件.ppt

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1、液晶逆变器工作原理2009年3月份简述★液晶显示非自体发光器件，需要靠背光源产生可视的图像，LCD电视通常用冷阴极荧光灯（CCFL）提供光源。★冷阴极荧光灯具有管径细、寿命长、光效高；且不受启动次数的影响等优点。因此CCFL是目前最高效的显示器件背景照明光源。★为了最大化灯管的寿命，需要采用交流波形驱动CCFL，为了最大化其效率(光输出与输入电功率之比)，需要用接近正弦的波形驱动灯管。★电源逆变器的功能即是将直流电源电压变成驱动CCFL的频率约为40kHz－80kHz的交流电流波形。电源逆变器示意图DC-ACINVERTERVin

2、VoutIinIoutCCFL逆变器直流电源CCFL形状：I形、L形、U形、W形物理特性：内部密封惰性气体和水银的气体放电管，当两端加上电压时，因发生电离而发出可见光。电气特性：I型灯管：U型灯管：背光灯管实物图两根I型灯管组成U型灯管：（1）电极；（2）自由电子e-；（3）活性汞离子Hg+；（4)紫外线；（5）荧光体；（6）可见光。CCFL发光原理图CCFL冷阴极管在开始崩溃前等效阻抗为一极大阻抗（约100MΩ），一旦崩溃后阻抗急剧下降为低阻抗（约100KΩ）。因此需要一个满足CCFL崩溃前后的电压与频率曲线。高阻抗时提供高电压

3、高频率，低阻抗时提供低电压低频率来减小变压器的匝比和提高逆变器的效率。CCFL点灯曲线工作曲线正常工作时灯管电压波形启动（点灯）电压正常工作时的电压工作电压:正常时600～800V；启动时1500～1800V.工作电流：5～9mA启动（点灯）电压正常工作电压例如：灯管电压变化过程图：注意：电流的大小将影响冷阴极荧光灯管的使用寿命,输出的电流应小于9mA，需有过流保护功能。电源逆变器电原理框图驱动控制芯片负载CCFL电源供电电压反馈电流反馈开关、谐振电路ON/OFFDIM10/23/202111供电电源LCDTV22寸及以下＋12V

4、、14V、19V等LCDTV26寸及以上＋14V、24V等Lips二合一电源＋24V、120V、300V、400V等（1）：推挽电路（PUSH-PULL）（2）：半桥电路（HALF-BRIDGE）（3）：全桥电路（FULL-BRIDGE）开关电路(1)推挽电路（PUSH-PULL）通常应用在小尺寸的液晶电视上。好处：电路简单，只用到n沟道MOSFET，降低成本（p沟道MOSFET较贵）和提高效率（p沟道MOSFET导通电阻较大）。改变工作电压，只需改变MOSFET而不用更换控制芯片。缺点：变压器需要中心抽头，要求工作电压稳定，变化

5、范围不能太大。(2)半桥电路（HALF-BRIDGE）由于作用在变压器上的电压降低一半，通常应用在工作电压较高的场合。例如，现在400V的高压inverter上。优点：电路简单，变压器无中心抽头。缺点：如果芯片没有高压驱动，需要用到p沟道MOSFET。(3)全桥电路（FULL-BRIDGE）应用范围很广，大小尺寸的液晶电视都有应用。优点：应用电压范围宽，变压器无中心抽头。缺点：成本较高，需要用到4个MOSFET。如果芯片没有高压驱动，需要用到p沟道MOSFET谐振电路高频变压器也可称作脉冲变压器或开关变压器。它与普通变压器的区别大

6、致有以下几点：（1）电源电压不是正弦波，而是交流方波，初级绕组中电流都是非正弦波;（2）变压器的工作频率比较高，通常都在几十千赫兹，甚至高达几十万赫兹。在确定磁心材料及损耗时必须考虑能满足高频工作的需要及磁心中有高次谐波的影响。为了最大化灯管的寿命，需要采用交流波形驱动CCFL，为了最大化其效率(光输出与输入电功率之比)，需要用接近正弦的波形驱动灯管。谐振电路随着高频化的需要，变压器分布参数的影响也逐渐显著。在一般的理论分析中，为了简化分析过程，通常忽略功率变压器的励磁电感和漏感，以便获得电路工作的基本原理和基本特征。实际上，寄生

7、参量是客观存在的，而且随着开关频率的提高，分布参数的影响越严重。升压变压器简介变压器的等效电路Lm表示励磁电感。励磁电感能量表示有限磁导率的磁芯中和两半磁芯结合处气隙存储的能量。存储的能量与加到线圈上每匝伏特有关，与负载电流无关。Lp、Ls表示漏感。在实际变压器中，如果初级与次级之间、匝与匝之间、层与层之间磁通没有完全耦合，就会产生漏感。漏感能量表示线圈间不耦合磁通经过的空间存储的能量。Cdp、Cds表示分布电容。在实际变压器的绕组中存在着分布电容，尤其存在于线圈导线和变压器磁心之间以及各绕组之间。电容量的大小取决于绕组的几何形状

8、、磁心材料的介电常数和它的封装材料等。Rp、Rs表示变压器初、次级绕组的内阻。说明：由于分布参数的存在，在上升沿时具有上冲，在下降沿时存在下冲。互感和漏感能量在开关转换瞬时引起电压尖峰，造成损耗增加，严重时会造成开关管损坏，同时也是EMI的主要来源