冷阴极荧光灯及其驱动电路
2006/5/22 16:28:35 电源在线网
冷阴极荧光灯具有高亮度；长寿命，且不受启动次数的影响；光输出可调制得很低；即使在很低的环境温度下，灯仍能瞬时启动等优点。因此CCFL是目前最高效的显示器背景照明光源。而驱动这些小型的荧光灯管是相当棘手的事，它们对起弧光电压和工作电压有特殊的要求。
冷阴极荧光灯驱动电源种类较多，输入有5V、12V、24V等种类；工作频率一般在20k-100kHz；输出开路电压在900V以上；带负载电压300-800V为常见；负载能力一般在2W以上；转换效率要求75%以上；能驱动单路、双路、四路或更多CCFL灯管；驱动CCFL灯管直径为1.2-4.6mm，长度为50－400mm。在实际中驱动电源常要求具有调光功能。CCFL的亮度与CCFL的电流大致成正比，因此在电路中一般有电流环来控制CCFL的亮度。
CCFL驱动电路的拓扑主要有Royer、全桥、半桥和反激四种。
Royer拓扑产生PWM的IC较普通，无需专门的CCFL控制器，虽是两级能量转换，但两级可以分别优化。但两级能量转换，效率较低，两级需要较多的元器件；如果要求PCB较小，很难达到；而且前级是降压，变压器的变比教大，加上推挽和辅助边，变压器设计复杂。
半桥拓扑结构简单、低耗、高效，单级变压器的变比小，无中心轴头和辅助边，变压器设计简单。但是需要专门的CCFL驱动IC，并用两只开关管，需要LC谐振元件。
与半桥拓扑类似，全桥拓扑结构简单、低耗、高效，单级变压器的变比小，无中心轴头和辅助边，变压器设计较简单。但也需专门的CCFL驱动IC，并需要四只开关管。
反激拓扑在冷阴极荧光灯驱动电源中很少使用，一般还需与压电变压器一起使用。
背光源正向着薄型化、高效率、节能型的方向发展，因而对电子元器件特别是变压器提出了更高的要求。近年来，蓬勃发展的表面安装技术有力地推动了电子元器件行业的发展，各种微型封装的集成电路、片式电阻、片式电容、片式电感相继问世，组成了片式元件（SMD）的大家族。唯有变压器，由于铁磁式的磁路设计要求，电流方向必须与磁场方向正交，很难做到片型化，在一定程度上制约了背光源向高效化及短、小、轻、薄方向的发展。
采用压电陶瓷材料制成的多层压电陶瓷变压器，利用压电陶瓷具有的电机电的能量转换机理，改变了传统式绕线变压器所采用的电磁电能量转换机理，电能与机械能可以设置在同一平面上进行转换，因而可以实现变压器的片型化。
压电陶瓷组成的片型化多层压电陶瓷变压器与传统式的绕线式变压器比较，具有高效率、薄型化、无电磁干扰、不易燃、安全稳定、简化电路设计、重量轻等优点，升压比也比绕线变压器高。由于压电陶瓷变压器是以谐振方式工作，只有在一些特定的频率下才会有较大的电压增压，因此必须用最合适的驱动回路和控制回路，组合而成各类薄型化液晶显示屏背景灯光电源。
目前作为液晶显示屏背光逆变器应用的片型化多层压电陶瓷变压器已形成系列化规模化生产，从0.5W到5.0W的不同规格变压器已能满足从2寸屏到14.1寸屏的各种规格液晶显示屏的要求。对15寸到19寸台式液晶显示屏要求的双灯及多灯背光逆变器，采用5W到15W的大功率压电陶瓷变压器已能够达到样件及小批量生产。
冷阴极荧光灯驱动电源种类较多，输入有5V、12V、24V等种类；工作频率一般在20k-100kHz；输出开路电压在900V以上；带负载电压300-800V为常见；负载能力一般在2W以上；转换效率要求75%以上；能驱动单路、双路、四路或更多CCFL灯管；驱动CCFL灯管直径为1.2-4.6mm，长度为50－400mm。在实际中驱动电源常要求具有调光功能。CCFL的亮度与CCFL的电流大致成正比，因此在电路中一般有电流环来控制CCFL的亮度。
CCFL驱动电路的拓扑主要有Royer、全桥、半桥和反激四种。
Royer拓扑产生PWM的IC较普通，无需专门的CCFL控制器，虽是两级能量转换，但两级可以分别优化。但两级能量转换，效率较低，两级需要较多的元器件；如果要求PCB较小，很难达到；而且前级是降压，变压器的变比教大，加上推挽和辅助边，变压器设计复杂。
半桥拓扑结构简单、低耗、高效，单级变压器的变比小，无中心轴头和辅助边，变压器设计简单。但是需要专门的CCFL驱动IC，并用两只开关管，需要LC谐振元件。
与半桥拓扑类似，全桥拓扑结构简单、低耗、高效，单级变压器的变比小，无中心轴头和辅助边，变压器设计较简单。但也需专门的CCFL驱动IC，并需要四只开关管。
反激拓扑在冷阴极荧光灯驱动电源中很少使用，一般还需与压电变压器一起使用。
背光源正向着薄型化、高效率、节能型的方向发展，因而对电子元器件特别是变压器提出了更高的要求。近年来，蓬勃发展的表面安装技术有力地推动了电子元器件行业的发展，各种微型封装的集成电路、片式电阻、片式电容、片式电感相继问世，组成了片式元件（SMD）的大家族。唯有变压器，由于铁磁式的磁路设计要求，电流方向必须与磁场方向正交，很难做到片型化，在一定程度上制约了背光源向高效化及短、小、轻、薄方向的发展。
采用压电陶瓷材料制成的多层压电陶瓷变压器，利用压电陶瓷具有的电机电的能量转换机理，改变了传统式绕线变压器所采用的电磁电能量转换机理，电能与机械能可以设置在同一平面上进行转换，因而可以实现变压器的片型化。
压电陶瓷组成的片型化多层压电陶瓷变压器与传统式的绕线式变压器比较，具有高效率、薄型化、无电磁干扰、不易燃、安全稳定、简化电路设计、重量轻等优点，升压比也比绕线变压器高。由于压电陶瓷变压器是以谐振方式工作，只有在一些特定的频率下才会有较大的电压增压，因此必须用最合适的驱动回路和控制回路，组合而成各类薄型化液晶显示屏背景灯光电源。
目前作为液晶显示屏背光逆变器应用的片型化多层压电陶瓷变压器已形成系列化规模化生产，从0.5W到5.0W的不同规格变压器已能满足从2寸屏到14.1寸屏的各种规格液晶显示屏的要求。对15寸到19寸台式液晶显示屏要求的双灯及多灯背光逆变器，采用5W到15W的大功率压电陶瓷变压器已能够达到样件及小批量生产。
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