|
在大尺寸LCD背光照明中，至今仍然是冷陰極熒光燈（CCFL）的一統天下。盡管CCFL將受到高亮度LED的挑戰，但近年又出現了電極在燈管外部的CCFL，被稱作外部電極熒光燈（EEFL）。這種EEFL我國已有一些公司生產。EEFL不僅壽命比CCFL更長，達20萬小時以上，而且可以并聯，用一個驅動電路可以驅動多根燈管，從而能大幅度地降低成本。因此LED欲完全擠占CCFL的市場，并不是那么簡單。 CCFL電子變壓器有人也稱其為CCFL電子鎮流器。大多數CCFL電子變壓器，都采用低壓（3～30V）直流供電。因此，DC／AV逆變器將DC電壓逆變為高頻（20kHz～100kHz）電壓，然后再通過一個升壓變壓器產生250～650V的高壓和2～8mA的電流供CCFL工作。CCFL的觸發啟動電壓范圍大多在6001500V之間，也由電子變壓器提供。 CCFL電子驅動器大多采用全橋或推挽電路結構，其中全橋驅動電路需要4個開關（MOSFET），但輸出功率比僅用兩個開關的半橋大1倍。 采用控制器MAX8722A的全橋式電子變壓器電路如圖1所示。該電路的DC輸入電壓VIN為8～24V，CCFL的燈電壓為650V，燈電流為6mA，觸發啟動電壓為1600V（有效值），專門用作大屏幕TFT－LCD平板顯示器的背光照明。電路的數字PWM（DPWM）頻率由IC⑧腳外部電阻R1決定（其值為fDPWM＝209Hz＋169kΩ／R1＝209Hz），燈工作頻率在45kHz與65kHz之間。 IC（23）腳輸出5.3V的穩壓電壓，經IC的VDD腳和雙二極管D1及（16）腳和（15）腳，為IC中低／高端MOSFET柵極驅動器供電。 若全橋功率級用一個高頻方波信號源來表示，變壓器次級繞組漏感為L，由于C9≤C10（可忽略C10的影響），逆變器簡化電路如圖2所示。若T1次級與初級繞組之間匝數比（即升壓比）為N，反射到次級繞組上的電容為C8′（C8′＝C8／N2），CCFL的理想化等效電阻為RL，去除變壓器T1后的等效電路如圖3所示。圖4所示為在不同負載情況下諧振槽路電壓增益頻率響應曲線。該頻率曲線有一個由L和C8′決定的串聯諧振峰值fs和由L、C8′及C9決定的并聯諧振峰值FP＝1／2πLC8′，并且fS＝1／2π 在CCFL觸發啟動之前，CCFL不導通，其阻抗無窮大，電路工作點接近fP，呈現并聯諧振特性，像一個電壓源，將產生一個1600V的高壓使燈管內氣體（氖－氬和汞）電離而導通，將燈啟動。一旦燈被點亮，燈電阻急劇下降，工作點向fS移動，電路在串聯諧振模式操作，像一個電流源。 MAX8722A③腳上連接的電阻分壓器（R2／R3），用作調節和設定變壓器T1初級過電流保護電平。電路還提供T1次級電流限制和次級過電壓及燈管脫落保護。R4為T1次級繞組電流傳感電阻，C9／C10電容分壓器用作檢測次級過電壓，R5用作感測燈電流。 凡是用于LCD背光照明的CCFL電子變壓器，都必須配備調光 功能。當在MAX8722A⑤腳加一個0～2V的模擬調光控制電壓時，燈亮度從10%到100%變化，如圖5所示。 CCFL燈亮度也可利用100～350Hz的數字脈寬調制（DPWM）低頻信號來控制。燈亮度與DPWM占空比成正比，DPWM占空比可利用IC引腳CNTL調節在9.375%到100%的范圍。DPWM頻率設置方法有如下三種：（1）腳FREQ與地之間連接一個電阻（如圖1中的RI），該電阻阻值范圍在353kΩ～101kΩ之間。當選擇R1=169kΩ時，fDPWM＝209Hz。在這種方法中，同步腳SYNC應接地，DPWM信號從引腳DPWM輸出。（2）將引腳FREQ連接VCC，可在腳SYNC上加一個13kHz～45kHz的高頻信號fEXT，在腳DPWM上可以輸出100～350Hz的低頻信號。fDPWM與fEXT之間關系為：fDPWM＝fEXT／128。（3）在腳FREQ上連接一個100kΩ的電阻到地，腳SYNC連接VCC，在腳DPWM上可以加一個100～350Hz的低頻信號。在此情況下，fDPWM和占空比等于外部信號。 MAX8722A采用BiCMOS工藝設計，內含2985個晶體管，能為CCFL提供一切所必需的功能。在圖1所示的電路中，可在T1初級再并聯一個或更多的變壓器，從而可驅動兩支或兩支以上的CCFL燈管。變壓器T1升壓比（N）為93，次級繞組漏感L＝260mH。 |
