大型LCD背光照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

第一個(gè)問(wèn)題是如何保持所有燈的亮度統(tǒng)一，以便使顯示器不會(huì)出現(xiàn)明顯的亮區(qū)和暗區(qū)。用相同的波形驅(qū)動(dòng)所有燈會(huì)使每個(gè)燈的電流不同，因而造成亮度差異。由于燈阻抗的差異，采用同樣的波形，會(huì)造成亮度不均勻。而且，CCFL的亮度隨溫度而變(圖6)。由于熱氣上升，面板頂部的燈(參見(jiàn)補(bǔ)充材料，圖12)會(huì)比面板底部的燈熱，這也會(huì)造成亮度不均勻。

圖6. CCFL的亮度隨環(huán)境溫度而變。

用一個(gè)單通道CCFL控制器驅(qū)動(dòng)多個(gè)燈的第二個(gè)缺點(diǎn)是，單個(gè)燈的失效(例如破損)會(huì)造成所有燈關(guān)閉。第三個(gè)缺點(diǎn)，由于是并聯(lián)驅(qū)動(dòng)所有的燈，同時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉這些燈，這就要求逆變器直流電源必須加以更重的去耦，采用更大的平波電容。這會(huì)增加逆變器的成本和尺寸。

解決上述諸問(wèn)題的一條途徑就是每個(gè)燈用一個(gè)單獨(dú)的CCFL控制器(圖7)。然而，這種方式的主要缺點(diǎn)就是，增加的CCFL控制器帶來(lái)了額外的成本。為LCD面板提供照明的理想方案是多通道CCFL控制器，它的每個(gè)通道獨(dú)立驅(qū)動(dòng)和監(jiān)視每個(gè)燈(圖8)。這種多通道CCFL控制器既解決了亮度不均勻和單燈失效問(wèn)題，降低了去耦要求，而且還具有高成本效益。

圖7. 采用單通道控制器驅(qū)動(dòng)每個(gè)CCFL不具有成本效益。

圖8. 用一個(gè)多通道控制器控制多個(gè)燈是理想方案。

燈頻和調(diào)光頻率的精密度控制

由于LCD電視需要顯示動(dòng)態(tài)且連續(xù)移動(dòng)的畫(huà)面，它有一些在靜態(tài)顯示應(yīng)用(例如計(jì)算機(jī)監(jiān)視器和筆記本PC等)中所沒(méi)有的特殊要求。CCFL的驅(qū)動(dòng)頻率可能會(huì)干擾LCD屏上顯示的畫(huà)面。如果燈頻接近視頻刷新頻率的某個(gè)倍頻，就會(huì)在屏幕上出現(xiàn)緩慢移動(dòng)的線或帶。通過(guò)精密控制燈頻在±5%以內(nèi)，可以消除這種瑕疵。

用于調(diào)節(jié)燈亮度的突發(fā)調(diào)光頻率也要求同樣的精密度控制。這種調(diào)光方式通常是采用30Hz至200Hz頻率范圍的脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)，在短時(shí)間內(nèi)將燈關(guān)閉，達(dá)到調(diào)光目的，由于關(guān)閉時(shí)間很短，不足以使電離態(tài)消失。如果突發(fā)調(diào)光頻率接近垂直同步頻率的倍頻，也會(huì)產(chǎn)生滾動(dòng)線。同樣，將突發(fā)調(diào)光頻率嚴(yán)格控制在±5%以內(nèi)就可以消除這個(gè)問(wèn)題。另外，在有些LCD電視中，為了改善LCD屏的圖像響應(yīng)，還要求緩慢的CCFL突發(fā)調(diào)光頻率與視頻垂直同步頻率同步起來(lái)。

解決LCD電視背光挑戰(zhàn)的方案(DS3984/DS3988)

DS3984 (四通道)和DS3988 (八通道) CCFL控制器解決了本文所提到的所有這些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。可將這些器件配置為每個(gè)通道驅(qū)動(dòng)一個(gè)燈(圖9)，或者每通道多個(gè)燈(圖10)，用戶可靈活裁減設(shè)計(jì)，以滿足自己的性價(jià)比目標(biāo)。多個(gè)DS3984/DS3988可輕松級(jí)聯(lián)，以支持任意數(shù)量的燈，來(lái)為L(zhǎng)CD電視屏提供背光照明。

DS3984/DS3988采用推挽驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，可使用更低成本、更高效率的n溝道MOSFET。逆變器直流電源也可采用更高的電壓。單獨(dú)的燈控制和監(jiān)視可提供均勻的亮度，并減少了逆變器的元件總量。采用單獨(dú)的燈控制時(shí)，如果某一個(gè)燈失效，那僅會(huì)使這個(gè)失效的燈停止工作，其他燈繼續(xù)工作，不受影響。片上振蕩器產(chǎn)生的燈頻和突發(fā)調(diào)光頻率被嚴(yán)格規(guī)范于±5%的精密度水平，消除了對(duì)于顯示圖像的影響，并且也可被同步至外部時(shí)鐘源。

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圖9. DS3984/DS3988單獨(dú)驅(qū)動(dòng)和監(jiān)視每個(gè)燈，為L(zhǎng)CD電視和PC監(jiān)視器提供均勻亮度。

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圖10. DS3984/DS3988的每個(gè)通道也可驅(qū)動(dòng)多個(gè)燈。