📄 ccfl驱动电路工作原理.htm
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style="FONT-SIZE: 14px">TFT-LCD中高效率背光模块驱动电路</SPAN>
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<DIV align=center>作者：<SPAN id=lblAuthor>王元庆</SPAN>
<SPAN style="WIDTH: 10px"></SPAN>来源：<SPAN
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style="WIDTH: 10px"></SPAN>时间：<SPAN
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id=lblContent>摘要：冷阴极荧光灯(CCFL)的伏安特性与齐纳二极管十分相似，可用基于Royer推挽式振荡器的逆变电路驱动CCFL。分析了CCFL的电气特性，在此基础上，进一步描述了CCFL驱动电路的工作原理，并给出了获得高效率驱动电路的器件定量计算公式以及确定各元件参数的步骤和方法。
<BR><BR>关键词：CCFL；逆变器；谐振；液晶显示器 <BR><BR>1 引言
<BR>目前，有源薄膜晶体管阵列液晶显示器(AM-TFT-LCD)几乎全都采用冷阴极荧光灯(CCFL)作为背光照明的发光部件，CCFL需要在高压(500V以上)
、交流(40kHz
左右)电源的驱动下工作，因此通常需要将直流、低压电源逆变为高压、交流电源。为了降低CCFL的功耗，有必要提高逆变电路的转换效率，尽可能地使逆变电路的电气参数与采用的CCFL电气特性相匹配。
<BR><BR>2 CCFL驱动电路的分析 <BR>2. 1 冷阴极荧光灯的电特性
<BR>在某些情况下，冷阴极荧光灯(CCFL)的伏安特性与齐纳二极管的伏安特性十分相似，在未点亮前，CCFL呈现无穷大的阻抗，一旦点亮，基本上是一个电阻型阻抗。因此，对于CCFL的启动可以首先用一个启动电压将灯管点亮，然后限制并维持通过CCFL的电流。在一定的电流作用下产生相应的压降，如同一个电阻型元件。
<BR><BR>CCFL的电流-
电压关系可用图1描述，曲线分启动阶段和工作阶段，图1中用垂直虚线分开。虚线左边为启动阶段，灯管启动初期，电流及其微弱，随着灯管两端电极之间的电压的增大，灯管内的汞离子加速增加并定向运动(由于是交流激励而往复运动)
，灯管的电流逐步增大，当电压升至一定量时，灯管启动。启动阶段，灯管的电流受电压制约，电压越大，电流越小。并且，图1曲线部分表示的是一个动态过程。
<BR><IMG height=165 src="CCFL驱动电路工作原理.files/134.jpg"
width=270 border=0><BR>图1 CCFL电压与电流关系
<BR><BR>灯管启动之后，灯管呈现电阻特性，并且具有负的稳压特性，即管子电流越大，管子两端的电压越小。灯管工作之后，灯管两端的电压受制于电流值。在此阶段灯管的电流值实际上决定了灯管的发光亮度，如图2所示。可见，CCFL
的发光亮度的增大可以通过增大灯管的电流来实现，但增大电流的作用是有限的，且过大的电流会使灯管的电极受到损害，进而导致灯管的寿命缩短。
<BR><IMG src="CCFL驱动电路工作原理.files/133.jpg"
border=0><BR>图2 发光亮度与电流的关系 <BR><BR>2.2 冷阴极荧光灯的温度特性
<BR>在低温情况下，CCFL灯管内的汞挥发较慢，汞蒸气压不高，管内的汞离子数量十分有限，影响灯的启动和发光。因此，CCFL的启动电压和发光亮度与灯管的温度有关。
<BR>
<BR>改善CCFL低温特性的可行性办法有两种:外部加热的预热方法和低温启动时采用过功率方法(在刚启动的几秒内给灯管加上比额定值高的功率，使灯管的温度迅速上升，促使汞快速蒸发)
。后一种方法是否影响灯管的寿命有待研究。有资料表明，加拿大多伦多大学的电气与计算机工程系就是采用预热的办法来改善灯的低温特性的。图3为CCFL的温度特性图。
<BR><IMG src="CCFL驱动电路工作原理.files/136.jpg"
border=0><BR>图3 CCFL的温度特性 <BR><BR>3 CCFL驱动电路工作原理
<BR><BR>CCFL的伏安特性与齐纳二极管的伏安特性十分相似，为便于分析，规定冷阴极荧光灯的几个重要参数的定义及标记。
<BR><BR>启动电压(V<SUB>start</SUB>)
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