液晶電視CCFL控制電路的設計技巧

摘要：液晶顯示器(LCD)正成為電視的主流顯示技術。LCD電視通常需要背光源產生可視的影像，因此背光源的設計就成為關鍵。由于LCD電視是消費品，CCFL工作在高壓的狀態下，在選用電路的時候不但要考慮成本，還要考慮其可靠性。驅動多個CCFL燈管時所要面對的關鍵的挑戰是：挑選最佳的驅動架構、多燈驅動、脈沖調光、保護電路的設計。
關鍵詞：LCD TV；CCFL燈管；驅動架構；多燈驅動；脈沖調光；保護電路

液晶電視的顯示屏是屬于被動發光型的顯示器件，它需要借助背光源發出的光線通過液晶屏透射出來，利用液晶的分子在電場作用下控制通過的光線以形成圖像。要顯示色彩豐富的優質圖像，要求背光源發出光線的光譜范圍要寬，接近日光色以便最大限度地展現自然界的各種色彩。同時液晶電視要保證有足夠的亮度、保持整個屏幕亮度的均勻性和亮度可以調節。
CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lam，也叫冷陰極燈。其原理是通過高能量電子轟擊汞原子，使汞原子被激發。但激發態并不穩定，汞原子由激發態回到基態時會釋放能量，此能量是以輻射253．7 nm和185．0 nm紫外光子的形式產生的，熒光粉吸收紫外光子而發出白色的可見光。CCFL燈管電極構造簡單，管徑易細化，可靠性高，壽命一般在3萬小時以上，在觸發點火時不需燈絲預熱，加上圓柱狀外形很容易與光反射組件組合成薄板狀照明器，因此在TFT-LCD背光源上廣泛采用。

1 CCFL冷陰極燈的特性
CCFL燈管的驅動電路集成也叫CCFL INVERTER，CCFL燈管是一個高非線性負載。冷陰極燈在開始啟動時，當電壓還沒有達到觸發值(一般1 000 V以上)時，燈管呈正電阻(數兆歐)。一旦達到觸發值，燈管內部產生電離放電產生電流，此時電流增加，燈管兩端電壓下降呈負阻特性，很快降為幾百千歐級。當流過燈絲的電流達到一定值時，CCFL燈管兩端電壓停止下降進入一個穩態值，通常稱為CCFL燈管的工作電壓，激活CCFL燈管的電壓一般是工作電壓的兩到三倍。啟動電壓與電流的曲線如圖1(a)所示。

CCFL背光電源是將DC轉換為AC，其存在轉換頻率，CCFL背光電源的工作頻率就是轉換頻率，背光電源的工作頻率必須和所配TFT-LCD屏相對應。CCFL背光電源工作波形要盡可能的是正弦波，如波形太差，會造成光效差，燈管發熱嚴重，燈管壽命下降等問題。對于CCFL燈管來說，其工作時候的亮度和工作時候的溫度有很大的關系，在低溫如-20℃的時候，其特性表現為即使用很高的電壓啟動也只能發出微弱的光。典型的亮度與溫度的曲線如圖1(b)所示。