单片机CCFL控制器改善大屏幕LCDTV图像
发布时间:2007/4/23 0:00:00 访问次数:1514
1 垂直背光
垂直背光,顾名思义,是将CCFL灯管直接安装在LCD屏后面,并利用全反射膜将发散到其他方向的光线反射到屏幕发光面,以提高光源到利用率。虽然垂直背光解决了大屏幕LCD TV的亮度、视角广度等问题,但由于主要是靠增加灯管数目实现的,灯管数目从几只到几十只不等,因而存在以下问题:
1)均匀度较低,这主要是因为灯管数目较多所致,结果使屏幕出现明暗条纹,如果各灯管亮度不一致,现象更明显。
2)屏幕色差,灯管数目多虽然提升了亮度和辉度,但也使背光组件的发热量增大,而液晶分子由于对温度敏感度高,易造成高温下屏幕色彩异常;除此之外,CCFL灯管本身在高温下的寿命也会缩短。
有鉴于此,设计CCFL逆变电源时需要仔细控制每只灯管的电流,以保证亮度一致,在灯管确定的情况下尽量提高逆变电源的转换效率以减小发热量。
2 多路CCFL控制器
为了降低成本,一些CCFL逆变电源采用图1所示的方案。它对于灯管数目较少且采用侧面背光方式的小屏幕LCD不失为一种低成本、小尺寸优选方案,通过导光极的漫射作用可消除灯管亮度不一致的缺陷,由于灯管少(2~4只),全桥电路中流过MOSFET的电流也不太大,对变换器效率影响也小。
对于大尺寸LCD TV,为了增加亮度,提高对比度,灯管数量大大增加,有时可能达到30多只,如果采用上述电路,每只灯管的亮度难以通过外部参数控制,会出现严重的条纹干扰现象。不仅如此,由于此时桥路电流很大,将使导通损耗(I2×RON)随着灯管数量而急剧增大,比如16只灯管的导通损耗将是2只灯管的64倍;灯管为32只时,其损耗将为2只灯管的256倍,为单只灯管的1024倍,导致严重的发现现象,使背光组件的温度急剧上升,会引起LCD色彩异常,还会导致CCFL灯管寿命缩短。当然可以采用多个1拖2或1拖4的方案来大大减轻发热量,但条纹干扰仍然存在,而且由于每个电源模块的差异,还将引入块状干扰。
3 单片多路CCFL控制器
针对上述问题,DALLAS/MAXIM公司推出了DS3998型高密度单片CCFL控制器,它集成了8个CCFL控制器,分别对8只CCFL灯管的电流进行监控,使8只灯管的电流基本一致,从而实现亮度均匀控制,消除屏幕条纹现象。如图2所示,由于每只灯管有独立的驱动和控制回路,从而避免了图1所示电路因其中一只发生故障而导致多只灯管不亮,便于快速维修;另外,由于每个推挽电路仅驱动一只灯管,流过的电流小,MOSFET的导通损耗很小,也避免了发热问题,而成本仅稍微增加(一对小功率MOSFET)。DS3998不仅很好地解决了背光源亮度的均匀性和发热问题,还带来以下额外好处:
1)通道相位控制技术降低AC/DC的电流冲击
与图1所示方案或多个独立控制的逆变电源不同,集成了通道相位控制功能,如图3所示,每个通道的MOSFET栅极导通时间在8个通道间平均分配,降低了冲击电流并简化了AC/DC的设计要求,减小发热元件的散热面积,缩小体积,降低电源成本。
2)E2PROM寄存器与2线串行接口
DS3988采用标准的2线串行接口与片内的E2PROM配置寄存器及用户存储区进行通信。配置寄存器包括4个软启动特片寄存器与2个控制寄存器(CR1/2),使用户可以自定义DS3988的参数,如软启动斜率、灯管与调光频率源、故障监测选项及通道使能/禁用。8字节非易失的用户存储区用来存储产品数据,如日期编码、序列号或产品标识号
1 垂直背光
垂直背光,顾名思义,是将CCFL灯管直接安装在LCD屏后面,并利用全反射膜将发散到其他方向的光线反射到屏幕发光面,以提高光源到利用率。虽然垂直背光解决了大屏幕LCD TV的亮度、视角广度等问题,但由于主要是靠增加灯管数目实现的,灯管数目从几只到几十只不等,因而存在以下问题:
1)均匀度较低,这主要是因为灯管数目较多所致,结果使屏幕出现明暗条纹,如果各灯管亮度不一致,现象更明显。
2)屏幕色差,灯管数目多虽然提升了亮度和辉度,但也使背光组件的发热量增大,而液晶分子由于对温度敏感度高,易造成高温下屏幕色彩异常;除此之外,CCFL灯管本身在高温下的寿命也会缩短。
有鉴于此,设计CCFL逆变电源时需要仔细控制每只灯管的电流,以保证亮度一致,在灯管确定的情况下尽量提高逆变电源的转换效率以减小发热量。
2 多路CCFL控制器
为了降低成本,一些CCFL逆变电源采用图1所示的方案。它对于灯管数目较少且采用侧面背光方式的小屏幕LCD不失为一种低成本、小尺寸优选方案,通过导光极的漫射作用可消除灯管亮度不一致的缺陷,由于灯管少(2~4只),全桥电路中流过MOSFET的电流也不太大,对变换器效率影响也小。
对于大尺寸LCD TV,为了增加亮度,提高对比度,灯管数量大大增加,有时可能达到30多只,如果采用上述电路,每只灯管的亮度难以通过外部参数控制,会出现严重的条纹干扰现象。不仅如此,由于此时桥路电流很大,将使导通损耗(I2×RON)随着灯管数量而急剧增大,比如16只灯管的导通损耗将是2只灯管的64倍;灯管为32只时,其损耗将为2只灯管的256倍,为单只灯管的1024倍,导致严重的发现现象,使背光组件的温度急剧上升,会引起LCD色彩异常,还会导致CCFL灯管寿命缩短。当然可以采用多个1拖2或1拖4的方案来大大减轻发热量,但条纹干扰仍然存在,而且由于每个电源模块的差异,还将引入块状干扰。
3 单片多路CCFL控制器
针对上述问题,DALLAS/MAXIM公司推出了DS3998型高密度单片CCFL控制器,它集成了8个CCFL控制器,分别对8只CCFL灯管的电流进行监控,使8只灯管的电流基本一致,从而实现亮度均匀控制,消除屏幕条纹现象。如图2所示,由于每只灯管有独立的驱动和控制回路,从而避免了图1所示电路因其中一只发生故障而导致多只灯管不亮,便于快速维修;另外,由于每个推挽电路仅驱动一只灯管,流过的电流小,MOSFET的导通损耗很小,也避免了发热问题,而成本仅稍微增加(一对小功率MOSFET)。DS3998不仅很好地解决了背光源亮度的均匀性和发热问题,还带来以下额外好处:
1)通道相位控制技术降低AC/DC的电流冲击
与图1所示方案或多个独立控制的逆变电源不同,集成了通道相位控制功能,如图3所示,每个通道的MOSFET栅极导通时间在8个通道间平均分配,降低了冲击电流并简化了AC/DC的设计要求,减小发热元件的散热面积,缩小体积,降低电源成本。
2)E2PROM寄存器与2线串行接口
DS3988采用标准的2线串行接口与片内的E2PROM配置寄存器及用户存储区进行通信。配置寄存器包括4个软启动特片寄存器与2个控制寄存器(CR1/2),使用户可以自定义DS3988的参数,如软启动斜率、灯管与调光频率源、故障监测选项及通道使能/禁用。8字节非易失的用户存储区用来存储产品数据,如日期编码、序列号或产品标识号