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冷阴极荧光灯管的亮度控制
来源： 日期：2013-10-31 15:03:29 人气：标签：
液晶电视也应该和crt（显像管）电视一样能进行亮度控制，但是ccfl（冷阴极荧光灯）特有的非线性特性，导致用普通改变电压控制电流的亮度控制方法无法奏效。虽然增大灯管电流可增加亮度，但作用有限，且过大的电流会使灯管的电极受到损害，进而导致灯管的寿命缩短；同样，减小电流对亮度减小的作用也极其有限，且会使放电难以维持而导致灯管熄灭，弱电流放电对灯管的寿命也十分不利。
目前，冷阴极荧光灯(ccfl)的亮度控制均采用脉冲调光，用100～200hz的低频pwm脉冲波(脉冲宽度受控于cpu)对施加于灯管上的连续振荡高压进行调制，使连续振荡波变成断续振荡波，从而达到控制亮度的目的。断续在极短时间内停止对冷阴极荧光灯供电，由于停止时间极短，不足以使灯管的电离状态消失，但是其辐射的紫外线强度下降，管壁上荧光粉的激发量减小，亮度也下降。只要控制pwm脉冲波的占空比，就可以改变灯管在一个导通/关闭周期的时间比，从而达到控制灯管平均亮度的目的。以下图中调制器输出的脉冲信号为例，目前的技术可以达到400：1或更高的调光控制。
不过，这种控制方式等于反复启动/截止灯管，即在每个启动/截止周期都会造成灯管受高启动电压及电流的突变冲击，这对于气体放电灯管的电极而言是极为不利的（会大大缩短灯管的寿命）。为了解决这一问题，可采用“柔性”启动技术，对调光脉冲包络的前沿和后沿采用连续线性增幅和降幅处理（前沿是一个逐步增大的过程，后沿是一个逐步减小的过程），如下图所示。经过线性变幅处理后的高压脉冲波，再作用于灯管上就不会造成灯管损伤，也不会影响灯管的寿命。为了防止断续时间过长及人眼的闪烁感，pwm脉冲信号的频率控制在120-220hz范围内。脉冲调光方法控制亮度的范围比较大，只要波形符合要求，对灯管的寿命没有影响。目前，具有亮度控制的笔记本电脑液晶屏，均采用此亮度控制方法。但是，具有脉冲调光的背光灯驱动电路比较复杂，技术要求高。
对于多灯管屏的亮度控制，如果同时间断灯管的瞬间供电，则pwm的间断频率会和液晶屏的刷新频率产生差拍，从而导致液晶屏出现滚道干扰、闪烁、亮度不均匀等现象。为了防止这种现象产生，加在每个灯管上断续脉冲波的相位应有所差异，即多根灯管不是同时断电/供电，必须是交替轮流断电/供电。多灯管系统一般把灯管分为4组，其供电系统的pwm脉冲有4个通道，输出4路经过pwm调制的高频脉冲波；每个通道向一组灯管供电，通道之间输出的pwm调制脉冲依次移相90°，如下图所示。这样，4组灯管轮流断电/供电，使亮度更均匀、干扰 小。
三星81cm(32英寸)液晶屏有16根灯管，分为4组，每组4根灯管；24根灯管的液晶屏，每组6根灯管。
目前，有部分背光板的亮度控制端口是通过输入线性直流控制电压进行亮度控制的。线性变化的直流电压进入背光板以后仍需转换为相应的pwm控制脉冲，再对背光灯管工作的振荡波进行调制，达到亮度控制的目的。也有部分背光板同时具有pwm脉冲亮度控制信号输入端口和线性直流电压亮度控制信号输入端口，以便适应不同的前端主板电路。
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