冷陰極熒光燈及其驅動電路
2006/5/22 16:28:35 電源在線網
冷陰極熒光燈具有高亮度；長壽命，且不受啟動次數的影響；光輸出可調制得很低；即使在很低的環境溫度下，燈仍能瞬時啟動等優點。因此CCFL是目前最高效的顯示器背景照明光源。而驅動這些小型的熒光燈管是相當棘手的事，它們對起弧光電壓和工作電壓有特殊的要求。
冷陰極熒光燈驅動電源種類較多，輸入有5V、12V、24V等種類；工作頻率一般在20k-100kHz；輸出開路電壓在900V以上；帶負載電壓300-800V為常見；負載能力一般在2W以上；轉換效率要求75%以上；能驅動單路、雙路、四路或更多CCFL燈管；驅動CCFL燈管直徑為1.2-4.6mm，長度為50－400mm。在實際中驅動電源常要求具有調光功能。CCFL的亮度與CCFL的電流大致成正比，因此在電路中一般有電流環來控制CCFL的亮度。
CCFL驅動電路的拓撲主要有Royer、全橋、半橋和反激四種。
Royer拓撲產生PWM的IC較普通，無需專門的CCFL控制器，雖是兩級能量轉換，但兩級可以分別優化。但兩級能量轉換，效率較低，兩級需要較多的元器件；如果要求PCB較小，很難達到；而且前級是降壓，變壓器的變比教大，加上推挽和輔助邊，變壓器設計復雜。
半橋拓撲結構簡單、低耗、高效，單級變壓器的變比小，無中心軸頭和輔助邊，變壓器設計簡單。但是需要專門的CCFL驅動IC，并用兩只開關管，需要LC諧振元件。
與半橋拓撲類似，全橋拓撲結構簡單、低耗、高效，單級變壓器的變比小，無中心軸頭和輔助邊，變壓器設計較簡單。但也需專門的CCFL驅動IC，并需要四只開關管。
反激拓撲在冷陰極熒光燈驅動電源中很少使用，一般還需與壓電變壓器一起使用。
背光源正向著薄型化、高效率、節能型的方向發展，因而對電子元器件特別是變壓器提出了更高的要求。近年來，蓬勃發展的表面安裝技術有力地推動了電子元器件行業的發展，各種微型封裝的集成電路、片式電阻、片式電容、片式電感相繼問世，組成了片式元件（SMD）的大家族。唯有變壓器，由于鐵磁式的磁路設計要求，電流方向必須與磁場方向正交，很難做到片型化，在一定程度上制約了背光源向高效化及短、小、輕、薄方向的發展。
采用壓電陶瓷材料制成的多層壓電陶瓷變壓器，利用壓電陶瓷具有的電機電的能量轉換機理，改變了傳統式繞線變壓器所采用的電磁電能量轉換機理，電能與機械能可以設置在同一平面上進行轉換，因而可以實現變壓器的片型化。
壓電陶瓷組成的片型化多層壓電陶瓷變壓器與傳統式的繞線式變壓器比較，具有高效率、薄型化、無電磁干擾、不易燃、安全穩定、簡化電路設計、重量輕等優點，升壓比也比繞線變壓器高。由于壓電陶瓷變壓器是以諧振方式工作，只有在一些特定的頻率下才會有較大的電壓增壓，因此必須用最合適的驅動回路和控制回路，組合而成各類薄型化液晶顯示屏背景燈光電源。
目前作為液晶顯示屏背光逆變器應用的片型化多層壓電陶瓷變壓器已形成系列化規模化生產，從0.5W到5.0W的不同規格變壓器已能滿足從2寸屏到14.1寸屏的各種規格液晶顯示屏的要求。對15寸到19寸臺式液晶顯示屏要求的雙燈及多燈背光逆變器，采用5W到15W的大功率壓電陶瓷變壓器已能夠達到樣件及小批量生產。
冷陰極熒光燈驅動電源種類較多，輸入有5V、12V、24V等種類；工作頻率一般在20k-100kHz；輸出開路電壓在900V以上；帶負載電壓300-800V為常見；負載能力一般在2W以上；轉換效率要求75%以上；能驅動單路、雙路、四路或更多CCFL燈管；驅動CCFL燈管直徑為1.2-4.6mm，長度為50－400mm。在實際中驅動電源常要求具有調光功能。CCFL的亮度與CCFL的電流大致成正比，因此在電路中一般有電流環來控制CCFL的亮度。
CCFL驅動電路的拓撲主要有Royer、全橋、半橋和反激四種。
Royer拓撲產生PWM的IC較普通，無需專門的CCFL控制器，雖是兩級能量轉換，但兩級可以分別優化。但兩級能量轉換，效率較低，兩級需要較多的元器件；如果要求PCB較小，很難達到；而且前級是降壓，變壓器的變比教大，加上推挽和輔助邊，變壓器設計復雜。
半橋拓撲結構簡單、低耗、高效，單級變壓器的變比小，無中心軸頭和輔助邊，變壓器設計簡單。但是需要專門的CCFL驅動IC，并用兩只開關管，需要LC諧振元件。
與半橋拓撲類似，全橋拓撲結構簡單、低耗、高效，單級變壓器的變比小，無中心軸頭和輔助邊，變壓器設計較簡單。但也需專門的CCFL驅動IC，并需要四只開關管。
反激拓撲在冷陰極熒光燈驅動電源中很少使用，一般還需與壓電變壓器一起使用。
背光源正向著薄型化、高效率、節能型的方向發展，因而對電子元器件特別是變壓器提出了更高的要求。近年來，蓬勃發展的表面安裝技術有力地推動了電子元器件行業的發展，各種微型封裝的集成電路、片式電阻、片式電容、片式電感相繼問世，組成了片式元件（SMD）的大家族。唯有變壓器，由于鐵磁式的磁路設計要求，電流方向必須與磁場方向正交，很難做到片型化，在一定程度上制約了背光源向高效化及短、小、輕、薄方向的發展。
采用壓電陶瓷材料制成的多層壓電陶瓷變壓器，利用壓電陶瓷具有的電機電的能量轉換機理，改變了傳統式繞線變壓器所采用的電磁電能量轉換機理，電能與機械能可以設置在同一平面上進行轉換，因而可以實現變壓器的片型化。
壓電陶瓷組成的片型化多層壓電陶瓷變壓器與傳統式的繞線式變壓器比較，具有高效率、薄型化、無電磁干擾、不易燃、安全穩定、簡化電路設計、重量輕等優點，升壓比也比繞線變壓器高。由于壓電陶瓷變壓器是以諧振方式工作，只有在一些特定的頻率下才會有較大的電壓增壓，因此必須用最合適的驅動回路和控制回路，組合而成各類薄型化液晶顯示屏背景燈光電源。
目前作為液晶顯示屏背光逆變器應用的片型化多層壓電陶瓷變壓器已形成系列化規模化生產，從0.5W到5.0W的不同規格變壓器已能滿足從2寸屏到14.1寸屏的各種規格液晶顯示屏的要求。對15寸到19寸臺式液晶顯示屏要求的雙燈及多燈背光逆變器，采用5W到15W的大功率壓電陶瓷變壓器已能夠達到樣件及小批量生產。
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