摘要: 当前一代便携式计算机和仪器使用背光液晶显示器(lcd)。冷阴极荧光灯(ccfl)为显示器的背光提供了最高的可用效率。
当前一代便携式计算机和仪器使用背光液晶显示器(lcd)。冷阴极荧光灯(ccfl)为显示器的背光提供了最高的可用效率。该灯需要高压交流电才能工作,因此需要一个高效的高压DC/AC转换器。LCD还需要一个偏置电源来控制对比度。电源的输出必须在大范围内调节和提供调节。
制造商提供各种单色和彩色显示器。这些显示器在尺寸、灯驱动电流、对比电压极性、工作电压范围和功耗方面各不相同。小尺寸和电池供电的操作相关联的LCD装备设备决定了低组件计数和高效率。尺寸的限制限制了电路结构和长电池寿命是优先考虑的。所有组件,包括PC板和硬件,必须安装在LCD外壳内,高度限制为5mm至10mm。
Linear Technology通过推出LT1182 / LT1183 /LT1184F/ LT1184来满足这些要求。LT1182/LT1183是双固定频率,电流模式切换稳压器,提供冷阴极荧光灯和液晶显示对比度的控制功能。LT1184F/LT1184只提供CCFL功能。
集成电路包括高电流、高效率开关、振荡器、基准、输出驱动逻辑、控制块和保护电路。所有设备都支持接地灯或浮动灯配置,使用独特的灯电流控制电路。LT1182/LT1183支持负电压或正电压LCD对比操作,具有新的双极性误差放大器。简而言之,这个新系列降低了系统功耗,需要更少的外部组件,降低了整体系统成本,并为背光/LCD对比度解决方案提供了高水平的系统集成。
图1是一个完整的浮动CCFL电路,具有可变负/可变正对比电压能力,基于LT1182。灯电流可编程从0mA到6mA,使用0V到5V 1kHz PWM信号在0%到90%占空比。LCD对比度输出电压极性是由变压器次级(POSCON或NEGCON)输出连接器接地的哪一边决定的。在任何一种情况下,LCD对比度输出电压是可变的从绝对值10V到30V。输入电源电压范围为8V ~ 28V。CCFL转换器优化了每瓦输入功率的光度输出。CCFL电效率高达90%是可能的,需要严格注意细节。LCD在全功率下的对比度效率为82%。
图1所示、LT1182浮动CCFL配置可变正/可变负LCD对比度
要实现背光设计的高效率,需要仔细注意灯的物理布局、引线和显示外壳的构造。从任何高电压点到直流或交流地的寄生电容都会产生不需要的电流流动路径。这种寄生电流降低了电效率。损耗项与1/2CV(2)f有关,其中C是寄生电容,V是灯上任意点的电压,f是灯泡的工作频率。在实践中已观察到高达25%的损失。图2显示了用于浮动灯配置的典型LCD外壳中的损耗路径。增加寄生电容的布局技术包括长高压灯引线,灯周围的反光金属箔和金属外壳中提供的显示器。
图2、浮动LCD安装中杂散电容的损耗路径。差动,平衡灯驱动减少了这一损耗期,提高了效率
有损显示是使用浮动灯配置的主要原因。与接地灯配置相比,为灯提供对称的差动驱动可减少总寄生损耗项的一半。作为一个额外的好处,浮动灯的配置消除了沿灯的长度场不平衡。图3说明了这种效果。消除场不平衡将照明范围从接地灯配置的约6:1提高到浮动灯配置的30:1。图4是一个带有6mA灯的典型制造商显示器的标准化尼特/瓦特与灯电流的曲线图。在浮动灯配置与接地灯配置中比较显示器的性能。减少寄生损耗的好处是非常明显的。
图3、浮动灯的场强与距离。改善视场不平衡允许在低水平下扩展照明范围
图4、归一化尼特/瓦vs灯电流
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