采用共模回路的CCFL控制器驱动系统

        在背光源中，两个冷阴极荧光灯使用同一低压连接线路，这些灯管可用一个间接高压侧电流监测配置的双通道控制器芯片来进行驱动。

        小尺寸低功耗的冷阴极荧光灯(CCFL）在液晶显示器(LCD）背光中应用很广，特别是在笔记本电脑的应用中。在此类应用中通常只需要使用一个灯管就可以了，但如果需要更大的亮度时，制造商必须选择将两个灯管(长，薄，直管）并联，从而得到一个Ｕ型管或者两个Ｌ型管。由两个直管并联成的价格更便宜。

        在液晶面板的一侧有两个相邻的CCFL，通常我们将这两个灯管的低压端用同一回路连接在一起(图1）。这种连接方式在汽车、工业和航空中应用得比较多。

        方便的是，这种配置类型去掉了通常用于单灯管中的简易低阶电流监测器。而双管荧光灯的共模回路系统需要配置一个间接高压侧电流监测器。(CCFL的控制器需要通过监视灯管电流来控制灯管的亮度。）Ｍaxim的DS3882双通道汽车的CCFL控制集成电路技术就是利用的这种高压侧电流监测技术。

        驱动方案

        DS3882数据手册里的驱动原理图只允许用灯管的低压侧。如要驱动两个由同一低压回路连接的灯管，我们要采用不同的配置。在这种情况下，加入少量的额外无源元件DS3882可以充分保护两个灯管。

        因为在共模回路中，不能在灯管的低压侧测量灯管的电流，从图1的驱动装置中可看到，我们在变压器次级低压端(用来代替灯的低压侧）安装了一个电流反馈电阻(RFB）。
 

        但是，这种方法存在一个问题：目前了解到影响RFB电阻的不仅有流过灯管的电流，还有液晶面板的寄生电容电流和10pＦ/1nＦ电容分压网的过压传感电流，。

        RFB电阻的值不能只通过公式算出来，还必须得到实验的证明，因为我们还不知道寄生效应能产生多少额外的电流。为了减少这种电流的影响，RFB电阻要小于它用于灯管低压端的电阻。

        如果我们假设寄生效应引起了10%的电流损耗，可以用以下公式计算出RFB电阻的初始值：

        RFB的初始值= 0.636/Ｉlamprms ，

        Ｉlamprms代表灯管的实际电流

        CCFL的实际电流通常在4mA到7mA之间。在这里所给的设计中，灯管的工作电流是5mA，所以得到RFB的电阻是127欧。

        过电压检测电路

        图1是两个过压检测电路，每个电路由一个10-pＦ/1-nＦ电容分压器( 101:1 ），一个 20-kΩ/1-kΩ电阻分压器( 21:1 ）和一个RFB电阻组成。将电容分压器与RFB电阻连接(而不是接地）可消除它对灯管电流测量系统的一些影响。

        将其通过RFB电阻接地，较小的分压率有助于减轻低阶参考电压变化时所产生的影响。而为了补偿分压率降低产生的影响，控制器IC需要一个可变电阻来设置适当的过压限值。因为这个IC的过电压阈值是1 VPEAK，这样的设置使得过电压的限定值为2121 VPEAK,，相当于1500 VRMS。

        我们注意到CCFL的实际工作电压在500 VRMS 到1200 VRMS之间，也就是从707 VPEAK 到1700 VPEAK。要损坏CCFL所需要的电压值更高。过电压电路的存在使得系统在工作电压的范围内不会损坏变压器。

        每个集成电路的灯管电流监测器(LCM）和过压检测器(OVD）的输入端都包含了一个低通滤波器(8.2-kΩ的串联电阻和120-pF的旁路电容），用来防止在变压器次级低压侧出现高频纹波。如果电流只流经灯管的低压侧，则可以不需要滤波器。

        两个通道的相位

        控制好CCFL控制器的两个通道的相位，可在两灯管中之间产生一个较好的电流平衡，因为两相邻灯管的电容耦合可以减少电流的损耗。两通道中的相位差会导致灯管电压的线性变化，进而会在两灯管间产生寄生电流。

        图2到图5是一些典型的波形图，这是对两相邻共模同一回路的CCFL的液晶面板采用控制器驱动配置时得到的一系列的波形图。图2是通过RFB电阻的噪声波形图，图3是低通滤波器的消除噪声的效果图，这有助于测定真实的灯管电流信号。图4波形图是在电容分压器的中间测量得到的，图5则是在控制器的OVD输入端测量得到的。
 

本文来源：美信集成产品公司    作者：美信集成产品公司 高级工程 Dewight Warren

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