專利名稱：一種液晶顯示lcd背光逆變器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于LCD技術領域，尤其涉及LCD背光技術。
技術背景目前，由于CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp,冷陰極射線管)技術 經過多年的開發(fā)，技術工藝比較成熟，信賴性高，性能穩(wěn)定。故大型LCD面板 (如LCD電視)的背光照明一般是采用CCFL提供光源。請參閱圖1至圖4，傳統(tǒng)的背光逆變器功率開關多采用Royer (自振蕩， self-oscillating)、半橋、推^<、全橋電路的方式。其中，Royer電路無法精確控 制等電流或頻率，大屏幕LCD屏背光不用此種拓樸結構，僅在20寸以下產品 少部分采用；半橋電路需要P溝道MOS管，所需MOS承受電流大，要求更高 匝比的變壓器(成本較高)，在低供電電壓的背光逆變器也很少采用；推挽電路 所需MOS管耐壓高，占有一定的應用比例；全橋電路的電源適用范圍寬，所 需MOS管耐壓低，目前全橋電路是背光逆變器主流拓樸結構。普通全橋電路(含移項全橋)上橋路的開關管多為P溝道MOS管，同等 規(guī)格的價格遠比N溝道的高。同時由于半導體工藝的難題，全橋電路的N溝 道MOS管導通電阻較大，發(fā)熱是必需面對的難題?，F(xiàn)有的26寸及以上尺寸的 多CCFL燈管LCD顯示屏背光逆變器，多采用多路并聯(lián)，分別驅動變壓器的方 式，分散功率，采用4至8路功率電路推動多個變壓器，為了排板方便、減小 干擾、提高散熱能力，多采用雙面PCB板材(有些更是采用多個開關管直接并 聯(lián)的方式)。實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種LCD背光逆變器，旨在解決現(xiàn)有技術中存 在的背光逆變器成本過高問題。本實用新型是這樣實現(xiàn)的， 一種LCD背光逆變器，所述的逆變器包括脈寬調制波PWM控制單元與全橋驅動單元相連，所述的全橋驅動單元輸 出端與由4個N溝道MOS管組成的全橋功率開關電路連接，所述的全橋功率 開關電路輸出端連接多個初級側并聯(lián)的變壓器，所述的變壓器次級側與一一對 應的冷陰極射線管CCFL相連。所述的變壓器的次級側漏感、變壓器次級側分布電容和次級側外接電容構 成諧振電路。所述的變壓器高壓輸出兩兩反相。每個CCFL與所述的變壓器的兩個次級線團相連，所述變壓器次級線圏的 另一端接地。所述的背光逆變器還包括電流檢測單元，所述的電流檢測單元一端連接所 述的CCFL的輸出端， 一端連接所述的PWM控制單元。所述的背光逆變器還包括電壓檢測單元，所述的電壓檢測單元取樣所述變 壓器兩個次級線圈輸出電壓后輸入到所述的PWM控制單元。所述的MOS管和變壓器分布于印刷電路板PCB的同 一面。本實用新型采用四只N溝道MOS管構成單組全橋電膝維動12只及以上(1 推2變壓器則數(shù)量減半)初級并聯(lián)的變壓器，點亮12個或者12個以上與變壓 器高壓端一一對應的CCFL燈管；采用單面PCB板，電路簡潔，提高了可靠性， 降低了成本；此外，可設置40KHz至70KHz的穩(wěn)定工作頻率，變壓器輸出的 接近正弦的波形驅動單一燈管，使燈管效率最大化，亮度均勻性更佳；調節(jié)亮 度可采用設定單一固定頻率(120Hz至300Hz)的PWM (脈寬調制波)控制方 式，避免了 PWM調制信號與LCD的驅動板的掃描信號接近，容易造成干擾的 現(xiàn)象；采用變壓器輸出高壓相位兩兩反相的技術，進一步消除了水平波紋干擾。

圖1為現(xiàn)有Royer驅動器的電路圖。 圖2為現(xiàn)有半橋驅動器的電路圖。圖3為現(xiàn)有推iy區(qū)動器的電路圖。圖4為現(xiàn)有全橋驅動器的電路圖。圖5本實用新型全橋驅動器的電路圖。
具體實施方式
本實用新型提供的技術方案是由全橋驅動IC驅動4個N溝道MOS管組 成的全橋電路，全橋電路驅動多個初級并聯(lián)的變壓器，每個變壓器次級側接一 個CCFL燈管，通過變壓器次級漏感、變壓器次級端分布電容和次級側外接電 容(圖5中高壓次級外接的電容C)諧振產生正弦波高壓點亮CCFL燈管。為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結合附圖 及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體 實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。隨著半導體技術的發(fā)展，大導通電流、低導通電阻、低開關損耗的N溝道 MOS管的成本迅速降低，請參閱圖5，本實用新型實施例所述的背光逆變器采 用專用的全橋驅動IC，全橋電路采用4個N溝道大功率MOS管，構成單組全 橋電路，驅動初級并聯(lián)的多個變壓器(12只及以上數(shù)量)，通過變壓器次級漏 感、變壓器次級端分布電容和次級外接電容諧振產生正弦波高壓，使分別與每 個變壓器高壓端相連的CCFL燈管點亮。同時，由于N溝道MOS管導通、開 關損耗比同等規(guī)格配對的P溝道MOS管有較大降低，可以采用單面PCB板， 利用其表面銅箔為MOS管散熱。大屏幕LCD顯示屏的背光CCFL燈管采用一端接高壓，另一端接電流檢測 (低電平)的多管并聯(lián)方式時，多只CCFL燈通過統(tǒng)一工作頻率及統(tǒng)一的PWM 調光信號控制，當PWM調光頻率與液晶屏自身的刷新率倍數(shù)相同或者相近， 易產生水平干擾紋；INVERT5R(逆吏囂)的A打頻車鳥屏的永羊刷浙頻車相 近時，也易產生水平干擾；本實施例中還采用變壓器輸出高壓兩兩反相技術來 解決這一問題，如圖5所示，將第1、第2兩個相鄰的燈管用同一繞向的變壓 器連接，將第3、第4兩個相鄰的燈管用同一繞向的變壓器連接，將第5、第6 相鄰的兩個燈管用同一繞向的變壓器連接……；其中第1、第2與第5、第6 變壓器的高壓輸出相位相同，第1、笫2與第3、第4變壓器的高壓輸出相位相 反，此種連接方式，將大屏幕顯示器水平干擾的信號相互抵消、減弱，徹底消 除了調光過程中可能出現(xiàn)的水平干擾現(xiàn)象。PWM控制單元可支持模擬、內/外部PWM間歇調光方式，本實施例中采 用內部PWM調光方式，調制頻率設為190Hz左右。PWM CONTROLLER (脈 寬調制波控制器)的ENA端子得到高電平的控制信號后，IC內部振蕩器(啟 動頻率、工作頻率可分別通過外接阻、容元件設定)開始較高的啟動頻率的工 作，緩啟動電路動作，驅動信號輸出，在設定的點燈時間內(一般為大于等于 1.5秒鐘)，當檢測到電流反饋信號達到一定值(例如0.7V)，認為點燈成功， 振蕩器P爭低頻率轉入正常工作頻率。選定的調光模式下，輸入合適的控制信號， 通過檢測電流檢測腳電壓，調節(jié)合適的占空比，保持燈的亮度。在點燈過程中，當檢測到的高壓反饋電壓達到3V, PWM CONTROLLER 開始抑制占空比的增加，以此控制變壓器的高壓輸出，使其不會繼續(xù)升高，保 證了變壓器、電容等元件的安全性，此功能可維持到點燈成功或者設定的啟動 時間結束。如果某一燈開路，在點燈過程中，此路燈管的高壓遠高于其他燈管 的電壓，通過反饋網絡，使VSEN達到上限電壓3V,限制點燈信號占空比的 增加，使其他燈管不能充分的點亮，最終使電流檢測腳電壓(圖5中ISEN在 RSEN上產生的電壓)低于閾值(0.7V),超過設定的點燈時間后進入保護狀態(tài)。如果某一燈短路，在點燈過程中，此路高壓較低，VCS低于參考電平，過 壓保護限制電壓(OVP)降為0V，進入保護狀態(tài)；在正常工作過程中，如果某一燈開路，該路的高壓可能會上升到高于預設
的限制電壓，導致其通過反饋網絡獲得的反饋電壓(VSEN)高于設定的過壓 保護限制電壓(OVP)值，關斷輸出驅動信號，進入鎖定保護狀態(tài)。在正常工作過程中，如果某一燈短路，通過反饋網絡獲得的反饋電壓VSEN 將降低，低于高精度參考電平，電壓檢測腳電壓VSENS降為0V,維持設定的 延遲時間后，進入保護狀態(tài)；當負栽短路，使PWM CONTROLLER的PWM調制信號占空比大于45 % 時，進入保護狀態(tài)；當功率開關MOS管短路損壞，保險絲會立即熔斷。上述的保護功能，能在啟動或燈管開路時保護變壓器免受過壓損害。當冷光燈冷卻的時候(在一段沒有運轉的時間內)，激活冷光燈的電壓是一 般正常工作電壓的2倍。本實施例中背光逆變器正常工作時開關頻率約50KHz, 點燈頻率約62KHz，高于工作頻率，便于通過變壓器次級與所接高壓電容及分 布電容諧振，產生高于正常工作電壓兩倍的點燈電壓。本實用新型背光逆變器包括用來驅動12個及以上——對應CCFL燈的多個 變壓器。每個變壓器的初級線團相互并聯(lián)，并且每個燈管一端與對應變壓器的 次級線圈相連，另一端(或者通過電流取樣網路)連接到地，每個燈管的等效 電阻與變壓器次級漏感、分布電容、變壓器次級并聯(lián)電容組成獨立的諧振網絡， 從而克服各路CCFL燈管電路不勻的問題。本實用新型采用獨特的全橋驅動單元電路，采用4只N溝道MOS管，提 高了整體效率，減少了功率MOS管的使用數(shù)量；使用單面PCB板，優(yōu)化布線 消除干擾的同時，就利用表面單層銅箔完成開關功率管散熱的目的。簡化了電 路，提高了可靠性，降低了整機的成本。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型， 凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應 包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1、一種LCD背光逆變器，其特征在于，所述的逆變器包括脈寬調制波PWM控制單元與全橋驅動單元相連，所述的全橋驅動單元輸出端與由4個N溝道MOS管組成的全橋功率開關電路連接，所述的全橋功率開關電路輸出端連接多個初級側并聯(lián)的變壓器，所述的變壓器次級側與一一對應的冷陰極射線管CCFL相連。
2、 根據權利要求1所述的背光逆變器，其特征在于，所述的變壓器的次級 側漏感、變壓器次級側分布電容和次級側外接電容構成諧振電路。
3、 根據權利要求1所述的背光逆變器，其特征在于，所述的變壓器高壓輸 出兩兩反相。
4、 根據權利要求l所述的背光逆變器，其特征在于，每個CCFL與所述的 變壓器的兩個次級線圏相連，所述變壓器次級線團的另一端接地。
5、 根據權利要求1所述的背光逆變器，其特征在于，所述的背光逆變器還 包括電流檢測單元，所述的電流檢測單元一端連接所述的CCFL的輸出端，一 端連接所述的PWM控制單元。
6、 根據權利要求l所述的背光逆變器，其特征在于，所述的背光逆變器還 包括電壓檢測單元，所述的電壓檢測單元取樣所述變壓器兩個次級線圏輸出電 壓后輸入到所述的PWM控制單元。
7、 根據權利要求1所述的背光逆變器，其特征在于，所述的MOS管和變 壓器分布于印刷電路板PCB的同 一面。
專利摘要本實用新型提供了一種LCD背光逆變器，所述的逆變器包括脈寬調制波PWM控制單元與全橋驅動單元相連，所述的全橋驅動單元輸出端與由4個N溝道MOS管組成的全橋功率開關電路連接，所述的全橋功率開關電路輸出端連接多個初級側并聯(lián)的變壓器，所述的變壓器次級側與一一對應的冷陰極射線管CCFL相連。
文檔編號G09G3/20GK201017135SQ200720119098
公開日2008年2月6日 申請日期2007年3月22日 優(yōu)先權日2007年3月22日
發(fā)明者何北凱, 李錦樂, 陳光明 申請人:深圳Tcl新技術有限公司