中心議題：

• 常用LCD電視背光驅動架構對比分析
• 多燈驅動設計
• 解決LCD電視背光挑戰的方案

解決方案：

• 對燈和脈衝調光的嚴格控製
• 基於DS3984/DS3988的驅動電路方案

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LCD電視應用中可以采用多種架構產生驅動CCFL所需的交流波形，驅動多個CCFL時所要麵對的三個關鍵的設計挑戰是選擇最佳的驅動架構、多燈驅動
、燈deng頻pin和he脈mai衝chong調tiao光guang頻pin率lv控kong製zhi。本ben文wen對dui四si種zhong常chang用yong驅qu動dong架jia構gou進jin行xing了le對dui比bi分fen析xi
，並bing提ti出chu多duo燈deng設she計ji中zhong解jie決jue亮liang度du不bu均jun以yi及ji驅qu動dong頻pin率lv可ke能neng幹gan擾rao畫hua麵mian等deng問wen題ti的de方fang法fa，並bing提ti出chu基ji於yuDS3984/DS3988的電路方案。

圖1：Royer驅動器簡單，但不太精確

液晶顯示器（LCD）正成為電視的主流顯示技術。LCD麵板實際上是電子控製的光閥
，需要靠背光源產生可視的影像
，LCD電視通常用冷陰極螢光燈提供光源。其他背光技術，例如發光二極體也受到一定的重視，但由於成本過高限製了它的應用。

由於LCD電視是消費品，壓倒一切的設計考慮是成本─當然必須滿足最低限度的性能要求。驅動背光燈的CCFL轉換器不能明顯縮短燈的壽命。此外，由於要用高壓驅動
，安全性也是一個必須考慮的因素。LCD電視應用中，驅動多個CCFL時所要麵對的三個關鍵的設計挑戰是：挑選最佳的驅動架構
；多燈驅動；燈頻和脈衝調光頻率的嚴格控製。

圖2：全橋驅動器很適合於大範圍的直流電源。

1 挑選最佳的驅動架構

可以用多種架構產生驅動CCFL所需的交流波形
，包括Royer（自振蕩，self-oscillating）、半橋、全橋和推挽。表1詳細歸納了這四種架構各自的優缺點。

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1.1 Royer架構
Royer架構（圖1）的最佳應用是在不需要嚴格控製燈頻和亮度的設計中。由於Royer架構是自振蕩設計，受元件參數偏差的影響，很難嚴格控製燈頻和燈電流，而這兩者都會直接影響燈的亮度。因此，Royer架構很少用於LCD電視，盡管它是本文所述四種架構中最廉價的。

1.2 全橋架構
全橋架構最適合於直流電源電壓非常寬的應用（圖2），這就是幾乎所有筆記本PC都采用全橋方式的原因。在筆記本中，轉換器的直流電源直接來自係統的主直流電源
，其變化範圍通常在7V（低電池電壓）至21V（交流配接器）。有些全橋方案要求采用p通道MOSFET，比n通道MOSFET更貴。另外
，由於固有的高導通電阻，p通道MOSFET的效率更低。
 

1.3 半橋架構

圖3：半橋驅動器比全橋驅動器少用兩個MOSFET

相較全橋
，半橋架構最大的好處是每個通道少用了兩隻MOSFET（圖3）。但是
，它需要更高匝比的變壓器，這會增加變壓器的成本。還有，如同全橋架構一樣
，半橋架構也可能會用到p通道MOSFET。

1.4 推挽架構
推挽驅動器有很多好處：這種架構隻用到n通道MOSFET（圖4），這有利於降低成本和增加轉換器效率
；它很容易適應較高的轉換器直流電源電壓

；采用更高的轉換器直流電源電壓時，隻需選擇具有合適的漏-源擊穿電壓的MOSFET即可。不管轉換器的直流電源電壓如何，都可采用同樣的CCFL控製器。但采用n通道MOSFET的全橋和半橋架構就無法做到這一點。

推挽架構最大的缺點是要求轉換器直流電源電壓的範圍小於2:1。否則，當直流電源電壓處於高階時，由於交流波形的高振幅因子
，係統的效率會降低。這使推挽架構不適用於筆記型電腦，但對於LCD電視非常理想
，因為轉換器直流電源電壓通常會穩定在±20%以內。

圖4：推挽驅動器非常簡單

，還可精確控製

2 多燈驅動

CCFL已在筆記型電腦、數位相機
、導航係統以及其他具有較小LCD螢幕的設備中使用多年。這些類型的設備通常隻用一個CCFL
，因此，傳統設計隻用一個CCFL控製器。隨著大尺寸LCD麵板的出現，帶來對多CCFL的需求，有必要采用新的方式來應對這種新的需求。可能的方式之一是采用一個單通道CCFL控製器來驅動多個燈（圖5）。這種方式中，CCFL控製器隻透過其中的一個燈來監測燈電流，而以幾乎相同的交流波形同時驅動所有並聯的燈。然而
，這種方式存在著幾個缺陷。

圖5：由於亮度不均勻以及其他的一些考慮
，用一個單通道CCFL控製器控製多個燈不太理想

使顯示器不會出現明顯的亮區和暗區。用相同的波形驅動所有燈，由於燈阻抗的差異，會造成亮度不均勻。而且，CCFL的亮度隨溫度而變。由於熱氣上升，麵板頂部的燈會比麵板底部的燈熱
，這也會造成亮度不均勻。

用一個單通道CCFL控製器驅動多個燈的第二個缺點是，單燈的失效（例如破損）會(hui)造(zao)成(cheng)所(suo)有(you)燈(deng)關(guan)閉(bi)。第(di)三(san)個(ge)缺(que)點(dian)，由(you)於(yu)是(shi)並(bing)聯(lian)驅(qu)動(dong)所(suo)有(you)燈(deng)，同(tong)時(shi)打(da)開(kai)和(he)關(guan)閉(bi)這(zhe)些(xie)燈(deng)，這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)轉(zhuan)換(huan)器(qi)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)更(geng)大(da)的(de)電(dian)容(rong)器(qi)增(zeng)強(qiang)去(qu)耦(ou)效(xiao)果(guo)，這(zhe)會(hui)增(zeng)加(jia)轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)尺(chi)寸(cun)。
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解決上述諸問題的一條途徑就是每個燈用一個單獨的CCFL控製器。然而
，這種方式的主要缺點就是增加的CCFL控製器帶來了額外的成本。

為LCD麵板提供背光的理想方案是多通道CCFL控製器，它的每個通道獨立驅動和監測每個燈。這種多通道CCFL控製器既解決了亮度不均勻和單燈失效問題，並降低了去耦要求，而且還具有高成本效益。

圖6：DS3984/DS3988單獨驅動和監視每個燈，為LCD電視和PC監視器提供均勻亮度

3 對燈和脈衝調光的嚴格控製

由於LCD電視需要顯示動態且連續行動的畫麵
，它有一些在靜態顯示應用（例如電腦監視器和筆記型電腦）中所沒有的特殊要求。CCFL的驅動頻率可能會幹擾LCD螢幕上顯示的畫麵。如果燈頻接近視訊刷新頻率的某個倍頻，就會在螢幕上出現緩慢行動的線或帶。通過嚴格控製燈頻在±5%以內
，可以消除這種問題。

用於調節燈亮度的脈衝調光頻率也要求同樣的嚴格控製。這種調光方式通常是采用30Hz至200Hz頻率範圍的脈寬調變（PWM）xunhao，zaiduanshijianneijiangdengguanbi

，dadaotiaoguangmude。youyuguanbishijianhenduan，buzuyishidianlitaixiaoshi。ruguomaichongtiaoguangpinlvjiejinchuizhitongbupinlvdebeipin，yehuichanshenggundongxian。tongyang，jiangmaichongtiaoguangpinlvyangekongzhizai±5%以內就可以消除這個問題。另外
，在有些LCD電視中
，為了改善LCD螢幕的影像響應，還要求緩慢的CCFL脈衝調光頻率與視訊垂直同步頻率同步起來。

圖7：DS3984/DS3988的每個通道也可驅動多個燈

4 解決LCD電視背光挑戰的方案

DS3984（四通道）和DS3988（八通道）CCFL控製器解決了本文所提到的所有這些設計挑戰。可將這些元件配置為每個通道驅動一個燈（圖6）
，或者每通道多個燈（圖7），用戶可靈活裁減設計

，以滿足自己的性價比目標。多個DS3984/DS3988可輕鬆串聯，以支援任意數量的燈來為LCD電視螢幕提供背光。

DS3984/DS3988采用推挽驅動架構，可以使用更低成本
、更高效率的n通道MOSFET。轉zhuan換huan器qi直zhi流liu電dian源yuan電dian壓ya也ye可ke采cai用yong更geng高gao的de電dian壓ya。單dan獨du的de燈deng控kong製zhi和he監jian測ce可ke提ti供gong均jun勻yun的de亮liang度du，並bing減jian少shao轉zhuan換huan器qi的de元yuan件jian總zong數shu。采cai用yong單dan獨du的de燈deng控kong製zhi時shi
，如ru果guo某mou一yi個ge燈deng失shi效xiao，僅jin會hui使shi這zhe個ge失shi效xiao的de燈deng停ting止zhi工gong作zuo，其qi他ta燈deng繼ji續xu工gong作zuo，並bing不bu會hui受shou影ying響xiang。片pian上shang振zhen蕩dang器qi產chan生sheng的de燈deng頻pin和he脈mai衝chong調tiao光guang頻pin率lv被bei嚴yan格ge限xian定ding在zai±5%水準
，消除了對於顯示影像的影響

，並且也可被同步至外部時脈源。