[信息与通信]冷阴极荧光灯驱动控制芯片的研究.ppt

微电子中心 冷阴极荧光灯驱动控制芯片的研究 主讲人：康 希 微电子中心 引言 随着科技的不断进步，液晶显示器（LCD：Liquid Crystal Display）时代已经到来，阴极射线管（CRT：Cathode Ray Tube）的市场份额正在剧减。 背光源用量亦随LCD的增加而不断增加，而且它的性能直接关系LCD的“面子”问题。 光电显示技术迅猛发展，由于冷阴极荧光灯（CCFL：Cold Cathode Fluorescence Lamp）的亮度高、显色性好、无闪烁、功耗低，故在各种显示屏背景照明中占重要地位。 随着LCD不断“瘦身”和功耗、环保的要求，传统逆变器已显得很难适从，如何设计高品质的LCD背光源驱动电源，就显得尤为重要,有着巨大的市场潜力。 CCFL物理特性 发光的基本过程如下： a.电极正负两极接外电路。 b.负极（阴极）放出电子。 c.电子被电场加速（取得能量）。 d.电子和气体原子发生碰撞，把能量交给气体原 子，使其激发（能阶跃升）。 e.当受激原子反回基态时，把能量以辐射发光的 形式放出（灯开始发光）。 驱动电路的原理 DC－AC逆变电路 模块设计及电路结构实现 本芯片应用的主要技术是脉宽调制技术，采用开关电源来产生高频（40kHz-80kHz）脉冲控制信号,（双通道）。 采用半桥拓扑结构（与全桥拓扑结构相比，少了两个MOSFET）。 该芯片的通用性比较好，可以较独立、灵活的运用于很多外部电路的设计中，也可以满足各模块间的功率平衡和抗外电路干扰等问题。 芯片也考虑到了过压、欠压、过流等问题。 基准电路模块 振荡电路模块 移相电路模块 PWM调制模块 调光策略 基准电路 振荡电路 相移电路 PWM调制 调光策略 用户可以通过调整输入信号电平的高低，使芯片输出占空比随之变化而频率不变的脉冲信号。再通过该脉冲信号控制与芯片相连接的电源电路，使电源功率随脉冲信号的占空比的变化而变化。最终达到控制灯管明暗的目的。 总结 本芯片除了对液晶背光灯控制亮度的功能以外，还增添了一系列保障系统安全的功能，具有自我保护功能，以及一些选择控制电路，提高了芯片应用的灵活性。 介绍了控制液晶背光灯亮度的芯片。它是针对日益扩大的便携设备中液晶显示屏的需求市场而开发的产品，具有广泛的应用前景。 后续工作： 1、内部功能的完善 2、外围电路模型的研究 3、选择合适工艺，进行版图设计 谢 谢 * * 侧光式 一開始當冷光燈是冷卻的時候（在一段沒有運轉的時間內），啟動冷光燈的電壓是一般的三倍。冷光燈在圖中的特徵是，啟動電壓為1600伏特，一般運作的平均電壓是300伏特。請注意，冷光燈在一開始時是正電阻，然後轉換為負電阻在1mA之上。這些特性表示它具有高輸出阻抗(電流源)，能抑制負的負載電阻效應，且在啟動冷光燈時可以限制電流。 對轉換器而言，CCFL代表的是一個高非線性負載。對CCFL的等效電路做分析。VFL是冷光燈在一般操作下的平均電壓。冷光燈的阻抗（RFL）是一個複函數，但在固定電壓時，可被視為一個固定的負電阻。雜散電容和互連電容結合在一起成為CFL。 CCFL驱动模块结构图 控制 信号 EN