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冷陰極熒光燈管的亮度控制
來源: 日期:2013-10-31 15:03:29 人氣:標簽:
液晶電視也應該和crt(顯像管)電視一樣能進行亮度控制,但是ccfl(冷陰極熒光燈)特有的非線性特性,導致用普通改變電壓控制電流的亮度控制方法無法奏效。雖然增大燈管電流可增加亮度,但作用有限,且過大的電流會使燈管的電極受到損害,進而導致燈管的壽命縮短;同樣,減小電流對亮度減小的作用也極其有限,且會使放電難以維持而導致燈管熄滅,弱電流放電對燈管的壽命也十分不利。
目前,冷陰極熒光燈(ccfl)的亮度控制均采用脈沖調光,用100~200hz的低頻pwm脈沖波(脈沖寬度受控于cpu)對施加于燈管上的連續振蕩高壓進行調制,使連續振蕩波變成斷續振蕩波,從而達到控制亮度的目的。斷續在極短時間內停止對冷陰極熒光燈供電,由于停止時間極短,不足以使燈管的電離狀態消失,但是其輻射的紫外線強度下降,管壁上熒光粉的激發量減小,亮度也下降。只要控制pwm脈沖波的占空比,就可以改變燈管在一個導通/關閉周期的時間比,從而達到控制燈管平均亮度的目的。以下圖中調制器輸出的脈沖信號為例,目前的技術可以達到400:1或更高的調光控制。
不過,這種控制方式等于反復啟動/截止燈管,即在每個啟動/截止周期都會造成燈管受高啟動電壓及電流的突變沖擊,這對于氣體放電燈管的電極而言是極為不利的(會大大縮短燈管的壽命)。為了解決這一問題,可采用“柔性”啟動技術,對調光脈沖包絡的前沿和后沿采用連續線性增幅和降幅處理(前沿是一個逐步增大的過程,后沿是一個逐步減小的過程),如下圖所示。經過線性變幅處理后的高壓脈沖波,再作用于燈管上就不會造成燈管損傷,也不會影響燈管的壽命。為了防止斷續時間過長及人眼的閃爍感,pwm脈沖信號的頻率控制在120-220hz范圍內。脈沖調光方法控制亮度的范圍比較大,只要波形符合要求,對燈管的壽命沒有影響。目前,具有亮度控制的筆記本電腦液晶屏,均采用此亮度控制方法。但是,具有脈沖調光的背光燈驅動電路比較復雜,技術要求高。
對于多燈管屏的亮度控制,如果同時間斷燈管的瞬間供電,則pwm的間斷頻率會和液晶屏的刷新頻率產生差拍,從而導致液晶屏出現滾道干擾、閃爍、亮度不均勻等現象。為了防止這種現象產生,加在每個燈管上斷續脈沖波的相位應有所差異,即多根燈管不是同時斷電/供電,必須是交替輪流斷電/供電。多燈管系統一般把燈管分為4組,其供電系統的pwm脈沖有4個通道,輸出4路經過pwm調制的高頻脈沖波;每個通道向一組燈管供電,通道之間輸出的pwm調制脈沖依次移相90°,如下圖所示。這樣,4組燈管輪流斷電/供電,使亮度更均勻、干擾 小。
三星81cm(32英寸)液晶屏有16根燈管,分為4組,每組4根燈管;24根燈管的液晶屏,每組6根燈管。
目前,有部分背光板的亮度控制端口是通過輸入線性直流控制電壓進行亮度控制的。線性變化的直流電壓進入背光板以后仍需轉換為相應的pwm控制脈沖,再對背光燈管工作的振蕩波進行調制,達到亮度控制的目的。也有部分背光板同時具有pwm脈沖亮度控制信號輸入端口和線性直流電壓亮度控制信號輸入端口,以便適應不同的前端主板電路。
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