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LCD 电视背光驱动电路设计挑战分析和方案设计

上传人:LEDth/整理

上传时间: 2014-08-06

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  LCD 电视应用中可以采用多种架构产生驱动CCFL 所需的交流波形,驱动多个CCFL 时所要面对的三个关键的设计挑战是选择最佳的驱动架构、多灯驱动、灯频和脉冲调光频率控制。本文对四种常用驱动架构进行了对比分析,并提出多灯设计中解决亮度不均以及驱动频率可能干扰画面等问题的方法,并给出基于DS3984/DS3988 的电路方案。

  液晶显示器(LCD)正在成为电视的主流显示技术。LCD 面板实际上是电子控制的光阀,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提供光源。其他背光技术,例如发光二极管也受到一定的重视,但由于成本过高限制了它的应用。

  由于LCD 电视是消费品,压倒一切的设计考虑是成本—当然必须满足最低限度的性能要求。驱动背光灯的CCFL 逆变器不能明显缩短灯的寿命。此外,由于要用高压驱动,安全性也是一个必须考虑的因素。LCD 电视应用中,驱动多个CCFL 时所要面对的三个关键的设计挑战是:挑选最佳的驱动架构;多灯驱动;灯频和脉冲调光频率的严格控制。

  挑选最佳的驱动架构

  可以用多种架构产生驱动CCFL 所需的交流波形,包括Royer(自振荡,self-oscillating)、半桥、全桥和推挽。表1 详细归纳了这四种架构各自的优缺点。

  1. Royer 架构

  Royer 架构(图1)的最佳应用是在不需要严格控制灯频和亮度的设计中。由于Royer 架构是自振荡设计,受元件参数偏差的影响,很难严格控制灯频和灯电流,而这两者都会直接影响灯的亮度。因此,Royer 架构很少用于LCD 电视,尽管它是本文所述四种架构中最廉价的。

  

图1:Royer 驱动器简单,但不太精确。

  2.全桥架构

  全桥架构最适合于直流电源电压非常宽的应用(图2),这就是几乎所有笔记本PC 都采用全桥方式的原因。在笔记本中,逆变器的直流电源直接来自系统的主直流电源,其变化范围通常在7V(低电池电压)至21V(交流适配器)。有些全桥方案要求采用p 沟道MOSFET,比n 沟道MOSFET 更贵。另外,由于固有的高导通电阻,p 沟道MOSFET 的效率更低。

  

图2:全桥驱动器很适合于大范围的直流电源。

  3. 半桥架构

  相比全桥,半桥架构最大的好处是每个通道少用了两只MOSFET(图3)。但是,它需要更高匝比的变压器,这会增加变压器的成本。还有,如同全桥架构一样,半桥架构也可能会用到p 沟道MOSFET。

  

图3:半桥驱动器比全桥驱动器少用两个MOSFET。

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