LCD电视背光驱动电路设计挑战分析和方案设计
液晶屏背光驱动与保护原理分析
液晶屏背光驱动与保护原理分析液晶屏是一种广泛应用于电子产品的显示屏,其中的背光驱动与保护是其正常工作所必需的部分。
本文将对液晶屏背光驱动与保护原理进行分析。
背光驱动是液晶屏的核心组成部分,它主要负责为液晶屏提供亮度和色彩。
液晶屏背光驱动一般采用恒流源驱动方式,即通过恒流源来提供背光模组所需的工作电流。
背光驱动电路需要实现对背光的调光和调色,一般采用PWM(脉宽调制)方式实现。
PWM方式可以通过调整脉冲时间的长短来控制背光的亮度,从而实现液晶屏的亮度调节。
此外,背光驱动还需要支持不同的色彩显示需求,一般通过改变电流源的工作方式来实现对色彩的控制。
液晶屏的背光保护主要是为了延长背光的使用寿命和避免过度使用背光导致的功耗过大。
背光保护通常包括两个方面的考虑:背光的开关和亮度的调整。
背光的开关是指在液晶屏不使用时,将背光关闭以节省能源。
一般情况下,液晶屏的背光保护采用的是根据用户操作行为来实现背光的开关,比如在一段时间内未出现用户操作时,系统会自动关闭背光。
而液晶屏亮度的调整主要是为了适应不同环境光照强度下的显示效果。
液晶屏一般会自动感知环境光照的强度,并根据环境光照的变化来自动调整屏幕背光的亮度,以保持适宜的显示效果。
在液晶屏背光的保护中,还需要考虑背光灯的寿命问题。
背光灯一般采用冷白炽灯、荧光灯或LED作为光源,随着使用时间的增长,背光灯的亮度逐渐减弱,影响显示效果。
因此,液晶屏背光保护的另一个重要任务就是要延长背光灯的寿命,减少灯丝的老化和磨损。
一般液晶屏背光保护采用的是自动调节背光亮度的方式,根据背光灯的使用时间和亮度的变化,调整背光的亮度至合适的水平。
此外,还可以采用灯丝预热等方式进一步延长背光的寿命。
总体来说,液晶屏的背光驱动与保护是保证液晶屏正常工作的重要组成部分。
背光驱动负责为液晶屏提供亮度和色彩,而背光保护则是为了延长背光的使用寿命和节省能源。
通过合理设计背光驱动电路和背光保护的算法,可以实现液晶屏的正常工作和长久使用。
背光驱动控制系统设计中的EMC与EMI问题分析
背光驱动控制系统设计中的EMC与EMI问题分析背光驱动控制系统是现代电子产品中不可或缺的一个部分。
在设计和实施背光驱动控制系统时,我们需要重视与电磁兼容性(EMC)和电磁干扰(EMI)相关的问题。
本文将对背光驱动控制系统设计中的EMC与EMI问题进行分析,并提出相应的解决方案。
一、背景介绍背光驱动控制系统广泛应用于各种显示设备,例如LCD液晶显示屏、LED显示屏等。
这些显示设备在工作过程中会产生电磁辐射,并且容易受到外部电磁干扰影响。
因此,为了确保背光驱动控制系统的正常运行和稳定性,我们必须解决与EMC与EMI问题相关的挑战。
二、EMC问题分析1. 电磁辐射(EMR)电磁辐射是背光驱动控制系统中的一个主要EMC问题。
当驱动电路工作时,会产生高频信号和尖峰信号,这些信号会通过导线、印刷电路板(PCB)和外壳等传导出去,引发电磁辐射。
这种辐射会对周围的电子设备产生干扰,影响其正常工作。
2. 电磁感应(EMI)电磁感应是EMC问题的另一个重要方面。
当背光驱动控制系统接收外部电磁信号时,可能会产生电磁感应,导致系统内部的电子元件受到干扰。
这种干扰可能导致系统的性能下降,甚至引起系统故障。
三、EMI问题分析1. 干扰源在背光驱动控制系统中,可能存在多种干扰源,包括电源线、数据线、时钟信号等。
这些干扰源会产生电磁能量,通过导线和其他电子元件传递,从而干扰系统的正常工作。
2. 抑制技术为了解决EMI问题,我们可以采取一些抑制技术。
例如,使用屏蔽材料来包覆电子元件和电线,降低电磁辐射的强度;设计合理的接地系统,确保电磁干扰能够有效地释放到地面;使用抑制器件,如滤波器等,来消除电磁噪声。
四、EMC与EMI问题的解决方案1. 布局设计在背光驱动控制系统的布局设计中,我们应该合理安排电路板上的元件和导线,减少传导和辐射路径。
通过优化布局设计,可以降低电磁辐射和敏感元件的电磁干扰。
2. 地线设计地线设计是EMC与EMI问题解决中的重要环节。
大屏幕液晶显示屏背光灯及高压驱动电路原理及电路分析
大屏幕液晶显示屏背光灯及高压驱动电路原理及电路分析(一)2009年9月19日郝铭发表评论阅读评论大屏幕液晶显示屏背光灯及高压驱动电路原理及电路分析(一)郝铭【郝铭原创作品请勿转载请勿链接】(目前液晶电视的销量和社会保有量非常大,液晶电视的维修资料奇缺,而液晶电视的背光灯高压驱动电路又是液晶电视中极易发生故障的部位,它类似于CRT电视的行扫描电路,是高压大电流电路,其故障率不低于CRT电视的行扫描电路。
目前对于该部分的原理电路分析维修的资料很少,该文对于背光灯管及驱动电路的特性、构造、组成、要求、电路原理分析比较详尽,以帮助维修人员更加深刻的理解液晶电视背光灯驱动电路,为下一步维修打好基础)液晶电视的显示屏是属于被动发光型的显示器件,液晶屏自身不发光,它需要借助背光灯来实现屏的发光,即背光灯管发出光线通过液晶屏透射出来,利用液晶的分子在电场作用下控制通过的光线(对光进行调制)以形成图像,所以一块液晶屏工作成像必须配上背光源才能成为一个完整的显示屏,要显示色彩丰富的优质图像,要求背光灯的光谱范围要宽,接近日光色以便最大限度的展现自然界的各种色彩。
目前的液晶屏背光灯,一般采用的是光谱范围较好的冷阴极荧光灯(cold cathode fluorescent lamp;CCFL)作为背光光源。
大屏幕的液晶电视要保证有足够的亮度、对比度和整个屏幕亮度的均匀性,均采用多灯管系统,32寸屏一般采用16只灯管,47寸屏一般采用24只灯管。
耗电量每只灯管约为为8W 计算,一台32寸屏的液晶电视背光灯耗电量达到130W,一台47寸的液晶电视背光灯的耗电量达到近200W(加上其它电路耗电,一台32寸屏的液晶电视耗电量在200W左右)冷阴极荧光灯的构造和工作原理冷阴极荧光灯CCFL是气体放电发光器件,其构造类似常用的日光灯,不同的是采用镍﹑钽和锆等金属做成的无需加热即可发射电子的电极——冷阴极来代替钨丝等热阴极,灯管内充有低气压汞气,在强电场的作用下,冷阴极发射电子使灯管内汞原子激发和电离,产生灯管电流并辐射出253.7nm紫外线,紫外线再激发管壁上的荧光粉涂层而发光,图1。
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、.~① 我们‖打〈败〉了敌人。
②我们‖〔把敌人〕打〈败〉了。
LCD 電視背光驅動電路設計挑戰分析和方案設計LCD 電視應用中可以採用多種架構產生驅動CCFL 所需的交流波形,驅動多個CCFL時所要面對的三個關鍵的設計挑戰是選擇最佳的驅動架構、多燈驅動、燈頻和脈衝調光頻率控制。
本文對四種常用驅動架構進行了對比分析,並提出多燈設計中解決亮度不均以及驅動頻率可能干擾畫面等問題的方法,並提出基於DS3984/DS3988的電路方案。
液晶顯示器(LCD>正成為電視的主流顯示技術。
LCD 面板實際上是電子控制的光閥,需要靠背光源產生可視的影像,LCD 電視通常用冷陰極螢光燈提供光源。
其他背光技術,例如發光二極體也受到一定的重視,但由於成本過高限制了它的應用。
由於LCD 電視是消費品,壓倒一切的設計考慮是成本─當然必須滿足最低限度的性能要求。
驅動背光燈的CCFL 轉換器不能明顯縮短燈的壽命。
此外,由於要用高壓驅動,安全性也是一個必須考慮的因素。
LCD 電視應用中,驅動多個CCFL 時所要面對的三個關鍵的設計挑戰是:挑選最佳的驅動架構;多燈驅動;燈頻和脈衝調光頻率的嚴格控制。
圖1:Royer 驅動器簡單,但不太精確。
挑選最佳的驅動架構可以用多種架構產生驅動CCFL 所需的交流波形,包括Royer(自振盪,self-oscillating>、半橋、全橋和推挽。
表1詳細歸納了這四種架構各自的優缺點。
1. Royer 架構Royer 架構(圖1>的最佳應用是在不需要嚴格控制燈頻和亮度的設計中。
由於Royer 架構是自振盪設計,受元件參數偏差的影響,很難嚴格控制燈頻和燈電流,而這兩者都會直接影響燈的亮度。
因此,Royer 架構很少用於LCD 電視,儘管它是本文所述四種架構中最廉價的。
2.全橋架構全橋架構最適合於直流電源電壓非常寬的應用(圖2>,這就是幾乎所有筆記本PC 都採用全橋方式的原因。
背光驱动电路的选择策略和应用
高分辨率和高刷新率的背光驱动电路需要更复杂的设计和制造工艺 ,增加了研发和制造成本。
低功耗和长寿命的技术挑战
更严格的能源效率标准
随着环保意识的提高和能源资源的日益紧张 ,背光驱动电路需要更严格的能源效率标准 。
更长的产品寿命
消费者对产品的使用寿命要求越来越高,背光驱动 电路需要更严格的能效标准
为了满足环保和可持续发展的要求,背光驱动电路需要更严格的能 效标准,减少能源消耗和碳排放。
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THANKS
低成本
01
CCFL背光驱动电路的成本相对较低,适合于一些低成本应用。
均匀背光
02
CCFL背光能够提供均匀的背光效果,适用于一些需要大面积背
光的应用。
高亮度
03
CCFL背光能够在较高的亮度下工作,适用于一些户外或高亮度
环境下的应用。
RGB LED背光驱动电路
01
02
03
色彩还原
RGB LED背光能够提供更 为真实的色彩还原,适用 于对色彩要求较高的应用 。
2
需要考虑LED灯珠的亮度、色温可调和寿命等问 题,以满足用户对屏幕显示效果的需求。
3
在设计中,还需要考虑电路板的布局和散热问题 ,以确保笔记本电脑的整体性能和稳定性。
手机和平板电脑的背光驱动电路设计
01
手机和平板电脑通常采用LCD 或OLED屏幕,需要背光驱动 电路提供均匀、稳定的亮度。
02
针对小尺寸、薄型化和轻量化 等特点,背光驱动电路的设计 需要采用高度集成的芯片和简 洁的电路设计。
更复杂的软件编程
由于背光驱动电路需要更多的智能化功能,因此需要更复杂的软件 编程和调试来保证其稳定性和可靠性。
LCD电视背光驱动电路设计
LCD电视背光驱动电路设计挑战分析和方案设计LCD电视应用中可以采用多种架构产生驱动CCFL所需的交流波形,驱动多个CCFL时所要面对的三个关键的设计挑战是选择最佳的驱动架构、多灯驱动、灯频和脉冲调光频率控制。
本文对四种常用驱动架构进行了对比分析,并提出多灯设计中解决亮度不均以及驱动频率可能干扰画面等问题的方法,并给出基于DS3984/DS3988的电路方案。
液晶显示器(LCD)正在成为电视的主流显示技术。
LCD面板实际上是电子控制的光阀,需要靠背光源产生可视的图像,LCD电视通常用冷阴极荧光灯提供光源。
其他背光技术,例如发光二极管也受到一定的重视,但由于成本过高限制了它的应用。
由于LCD电视是消费品,压倒一切的设计考虑是成本—当然必须满足最低限度的性能要求。
驱动背光灯的CCFL逆变器不能明显缩短灯的寿命。
此外,由于要用高压驱动,安全性也是一个必须考虑的因素。
LCD电视应用中,驱动多个CCFL时所要面对的三个关键的设计挑战是:挑选最佳的驱动架构;多灯驱动;灯频和脉冲调光频率的严格控制。
挑选最佳的驱动架构可以用多种架构产生驱动CCFL所需的交流波形,包括Royer(自振荡,self-oscillating)、半桥、全桥和推挽。
表1详细归纳了这四种架构各自的优缺点。
1. Royer架构Royer架构(图1)的最佳应用是在不需要严格控制灯频和亮度的设计中。
由于Royer架构是自振荡设计,受元件参数偏差的影响,很难严格控制灯频和灯电流,而这两者都会直接影响灯的亮度。
因此,Royer架构很少用于LCD电视,尽管它是本文所述四种架构中最廉价的。
图1:Royer驱动器简单,但不太精确。
2.全桥架构全桥架构最适合于直流电源电压非常宽的应用(图2),这就是几乎所有笔记本PC都采用全桥方式的原因。
在笔记本中,逆变器的直流电源直接来自系统的主直流电源,其变化范围通常在7V(低电池电压)至21V(交流适配器)。
有些全桥方案要求采用p沟道MOSFET,比n沟道MOSFET更贵。
LCD显示屏的器件选择和驱动电路设计说明
LCD显示屏的器件选择和驱动电路设计如何实现LCD平板显示屏驱动电路的高性能设计是当前手持设备设计工程师面临的重要挑战。
本文分析了LCD显示面板的分类和性能特点,介绍了LCD显示屏设计中关键器件L DO和白光LED的选择要点,以及电荷泵LED驱动电路的设计方法。
STN-LCD彩屏模块的内部结构如图1所示,它的上部是一块由偏光片、玻璃、液晶组成的LCD屏,其下面是白光LED和背光板,还包括LCD驱动IC和给LCD驱动IC提供一个稳定电源的低压差稳压器(LDO),二到八颗白光LED以及LED驱动的升压稳压IC。
STN-LCD彩屏模块的电路结构如图2所示,外来电源Vcc经LDO降压稳压后,向LCD驱动IC如S6B33BOA提供工作电压,驱动彩色STN-LCD的液晶显示图形和文字;外部电源Vcc经电荷泵升压稳压,向白光LED如NACW215/NSCW335提供恒压、恒流电源,LED的白光经背光板反射,使LCD液晶的65K色彩充分表现出来,LED的亮度直接影响LCD色彩的靓丽程度。
LCD属于平板显示器的一种,按驱动方式可分为静态驱动(Static)、单纯矩阵驱动(Simple Matrix)以及有源矩阵驱动(Active Matrix)三种。
其中,单纯矩阵型又可分为扭转式向列型(Twisted Nematic,TN)、超扭转式向列型(Super Twisted Nematic,STN),以及其它无源矩阵驱动液晶显示器。
有源矩阵型大致可区分为薄膜式晶体管型(ThinFilmTr ansistor,TFT)及二端子二极管型(Metal/Insulator/Metal,MIM)两种。
TN、STN及TFT型液晶显示器因其利用液晶分子扭转原理的不同,在视角、彩色、对比度及动画显示品质上有优劣之分,使其在产品的应用范围分类亦有明显差异。
以目前液晶显示技术所应用的范围以及层次而言,有源矩阵驱动技术是以薄膜式晶体管型为主流,多应用于笔记本电脑及动画、影像处理产品;单纯矩阵驱动技术目前则以扭转向列以及STN为主,STN液晶显示器经由彩色滤光片(colorfilter),可以分别显示红、绿、蓝三原色,再经由三原色比例的调和,可以显示出全彩模式的真彩色。
2023年中大尺寸LCD屏的LED背光策略报告模板
03
中大尺寸LCD屏的背光需求
Backlight requirements for medium to large-sized LCD screens
LED背光
高亮度
颜色准确度
能效
大尺寸LCD屏
电视
亮度需求
成本控制
中大尺寸LCD屏的背光需求
中大尺寸LCD屏的背光策略
在选择LED背光技术时,应考虑中大尺寸LCD屏的显示效果、功耗、成本等因素。常见的LED背光技术包括侧光式背光、直下式背光和导光板背光。侧光式背光具有结构简单、成本低、亮度均匀性好的优点,但亮度上限较低;直下式背光具有亮度高、色温调节范围广的优点,但结构复杂、成本较高;导光板背光具有成本低、厚度薄的优点,但亮度均匀性较差。综合比较,应根据产品需求选择适合的背光技术。
稳定性控制对LED背光控制的重要性
中大尺寸LCD屏的LED背光控制策略
亮度控制策略
1.LCD屏亮度控制策略:能耗与显示效果的关键
2. 亮度均匀性:为了保证屏幕的亮度均匀性,需要采用合适的亮度控制策略。例如,可以通过调节LED灯珠的亮度来实现均匀性。
3. 亮度范围:中大尺寸LCD屏的亮度范围通常在0-100%之间,可以根据需求进行调整。如果需要更高的亮度,可以选择更高亮度的LED灯珠或采用多个LED灯珠并联的方式。
4. 亮度稳定性:为了确保屏幕的亮度稳定,需要采用稳定的电流源来驱动LED灯珠。同时,可以采用恒定温度系数的方法来保持亮度的稳定性。
5. 能耗:亮度控制策略也会影响能耗。在选择亮度控制策略时,需要考虑能耗的影响,以降低屏幕的能耗。
温度控制策略
1.LED背光温度控制对LCD屏幕性能影响重大
1.
2.
高亮度与低功耗,中大尺寸LCD屏的LED背光策略的优势
LCD驱动电路的设计
LCD驱动电路的设计LCD(液晶显示器)驱动电路是将输入信号转换为可供液晶显示的控制信号的关键部分。
为了设计一个高效且可靠的LCD驱动电路,以下是一些关键要点和设计原则。
1.了解液晶显示器的特性:液晶显示器是一种非线性设备,其工作需要复杂的信号驱动和控制电路。
因此,对液晶显示器的工作原理和特性有深入的了解至关重要。
2.确定分辨率和色彩深度:首先确定液晶显示器的分辨率和色彩深度,这将决定驱动电路所需的处理能力和存储资源。
3.选择适当的控制器芯片:根据液晶显示器的要求,选择适当的控制器芯片。
芯片应支持所需的分辨率和色彩深度,并具有相应的接口,如VGA、HDMI或LVDS。
4.驱动和控制信号:根据所选择的控制器芯片,确定所需的驱动和控制信号。
这些信号可能包括时钟信号、数据信号、纵横线扫描信号等。
5.调整和校正电路:由于液晶显示器像素之间的差异,需要使用校正电路来确保显示的准确性和一致性。
这些校正电路可能包括背光补偿电路、像素补偿电路等。
6.电源管理:在设计LCD驱动电路时,必须考虑电源管理。
确保提供稳定的电源和正确的功率分配是确保LCD正常工作的关键。
7.EMI(电磁干扰)控制:液晶显示器的电路可能产生电磁干扰,特别是由于高速时钟和数据信号。
为了控制EMI,需要使用滤波器、屏蔽和接地路径的良好设计。
8.PCB设计:良好的PCB设计对于LCD驱动电路的性能和可靠性至关重要。
确保信号完整性,减少EMI和最小化功耗是PCB设计的重要方面。
在设计LCD驱动电路时,还需要考虑一些关键的技术参数,如刷新率、对比度、响应时间等。
因此,了解并满足这些要求对于设计出高性能的LCD驱动电路至关重要。
TFT-LCD驱动电路的设计
TFT-LCD驱动电路的设计TFT-LCD显示器已成为现代电子产品中常见的显示方式之一。
它通常由液晶显示面板、背光源、驱动电路和信号处理器组成。
其中,驱动电路起着至关重要的作用,它能够控制液晶的各个像素点的颜色和亮度,从而实现不同的显示效果。
本文将从驱动电路的设计方面入手,介绍TFT-LCD驱动电路的设计。
一、驱动电路基本原理TFT-LCD显示器的驱动电路是由数字信号驱动模拟信号的芯片构成的,其基本原理是将数字信号转换成模拟信号,再将模拟信号输出到液晶显示面板上。
驱动电路通常需要满足以下几个要求:1. 快速响应:驱动电路需要在短时间内对信号进行响应,以确保液晶显示面板的刷新率和稳定性。
2. 显示效果优秀:驱动电路需要能够高效地控制液晶显示面板的各个像素点的颜色和亮度,从而实现不同的显示效果。
3. 低功耗:驱动电路需要尽可能地降低功耗,以确保显示器的长时间使用。
二、驱动电路设计过程1. 信号处理器接口设计信号处理器通常是数字信号,一般为LVDS或TTL信号。
我们需要设计一个将信号处理器输出的数字信号转换为液晶显示面板能够接受的模拟信号的接口电路。
其中,LVDS接口通常需要使用LVDS转换器芯片和数据转换配置文件;TTL接口通常需要使用TTL驱动器芯片和电平转换电路。
2. 驱动电路选择对于TFT-LCD显示器的驱动电路选择,通常需要考虑到驱动电路的可靠性、成本和显示效果。
市面上常用的驱动电路有AMLCD、DVP、RSDS和LVDS等。
其中,LVDS驱动电路具有高速传输、低功耗和抗干扰性强等优点,因此被广泛应用。
3. 液晶显示面板控制电路设计液晶显示面板控制电路是驱动电路的关键部分。
其主要功能是对液晶显示面板的各个像素点进行控制,实现不同颜色和亮度的显示效果。
因此,我们需要根据液晶显示面板的特点设计控制电路,包括对各像素点的偏置电压和扫描电压的控制。
4. 背光源电路设计背光源是液晶显示器中为显示内容提供光源的部分。
背光驱动控制方法和系统的扩展性分析与改进策略
背光驱动控制方法和系统的扩展性分析与改进策略背景介绍:近年来,随着电子产品的普及和需求的增加,背光驱动控制方法和系统在液晶显示器、手机、平板电脑等设备中的应用也逐渐增多。
然而,由于背光驱动控制方法和系统的复杂性以及市场需求的多样性,其扩展性面临一定的挑战。
因此,本文将对背光驱动控制方法和系统的扩展性进行分析,并提出改进策略。
一、背光驱动控制方法的扩展性分析背光驱动控制方法是实现液晶显示器背光亮度调节和功耗管理的关键技术。
根据现有的背光驱动控制技术,我们可以对其扩展性进行分析:1. PWM调光控制:脉宽调制(PWM)是一种常用的背光驱动控制方法。
其原理是通过调节背光灯的亮度和暗度之间的时间比例来实现亮度的调节。
然而,传统的PWM调光控制方法在实际应用中存在一定的局限性。
例如,在低亮度下,可能会出现闪烁现象,影响用户体验。
因此,改进PWM调光控制方法,提高其适用性和稳定性,是提升背光驱动控制方法扩展性的一个方向。
2. 自适应背光控制:自适应背光控制是一种根据环境亮度和图像内容来自动调节背光亮度的方法。
该方法可以有效降低功耗,并提高用户体验。
然而,现有的自适应背光控制方法往往只考虑了环境亮度的变化,而未考虑图像内容的差异性。
因此,改进自适应背光控制方法,考虑更多的因素,能够更加精确地调节背光亮度,是对其扩展性的一个改进策略。
二、背光驱动控制系统的扩展性分析背光驱动控制系统是由背光驱动控制器、功率适配器和背光模组等组成的整体。
分析背光驱动控制系统的扩展性,可以从以下几个方面考虑:1. 硬件设计:背光驱动控制系统的硬件设计对其扩展性具有重要影响。
考虑到不同设备对背光驱动的需求差异,应采用模块化设计,使得硬件组件能够根据需求进行灵活组合。
此外,应优化电路设计,提高系统的稳定性和可靠性,为后续扩展提供有力保障。
2. 接口标准化:为了实现不同设备之间的互操作性,背光驱动控制系统的接口需要进行标准化设计。
制定统一的接口标准,使得不同厂家的背光驱动控制器能够相互兼容,提高系统的灵活性和扩展性。
小型LCD背光的LED驱动电路设计
小型LCD背光的LED驱动电路设计小型LCD背光的LED驱动电路设计过去几年来,小型彩色LCD 显示屏已经被集成到范围越来越宽广的产品之中。
彩色显示屏曾被视为手机的豪华配置,但如今,即便在入门级手机中,彩屏已成为一项标配。
幸好,手机产业的经济规模性(全球手机年出货量接近10 亿部)降低了LCD 彩色显示屏的成本,并使它们集成在无论是便携医疗设备、通用娱乐遥控器、数字相框/彩色LCD 显示屏需要白色背光,以便用户在任何光照环境下都能正常地观看。
这个背光子系统包括1 个高亮度白光发光二极管(LED)阵列、1 个扩散器(diffuser)以扩散光线和1 个背光驱动器将可用电能稳压为恒定电流以驱动LED.一块1 到1.5 英寸的显示屏可能包含2 到4 个LED,而一块3.5 英寸显示屏则可能轻易地就包含6 到10 个LED.对于LED 而言,其光输出与电流成正比,而且由于LED 具有非常陡峭的电流-电压(I-V)曲线,流过LED 的电流紧密匹配是非常重要,这样才能确保均衡背光,因为LED 通常分布在LCD 显示屏的一边。
此外,也需要软件控制让用户调节亮度,以及针对周围光照环境作出补偿。
根据流经LED 电流的不同,LED 的色点(color point) 可能会漂移。
因此,将LED 电流设定为固定值并对LED 进行脉宽调制以降低平均光输出就很普遍。
要在手持产品设计中集成小型彩色LCD 显示屏并进而实现成本、性能和电池寿命的恰当平衡,存在着一系列需要考虑的因素。
电池供电产品需要优化的LED 驱动电路架构,这些架构要处理并存的多项挑战,如空间受限、需要高能效,以及电池电压变化-既可能比LED 的正向电压高,也可能低。
常用的拓扑结构有两种,分别是LED 采用并联配置的电荷泵架构/恒流源架构和LED 采用串联配置的电感升压型架构。
这两种方案都有需要考虑的折衷因素,如升压架构能够确保所有LED 所流经的电流大小相同但需要采用电感进行能量转换,而电荷泵架构使用小型电容进行能量转换,。
lcd背光驱动电路原理图
lcd背光驱动电路原理图lcd背光驱动电路原理图
具有数字与PWM调光功用的小型LCD背光驱动芯片
TPS61160/1
TPS61160/1描写TPS61160/1具有40V的集成型开关FET,是一种可驱动多达10个串联LED的升压改换器。
该升压改换器容许选用一般照明范畴的高亮度LED,固定作业频率为1.2MHz,开关流限为0.7A。
如下列典型的运用原理图所示,选用外部查看电阻器RSET可设置默许的白光LED(WLED)电流。
可将反响电压安稳在200mV。
LED 的电流能够经过单线数字接口(EasyScaletrade;协议)由CTRL引脚操控。
此外,还能够在CTRL引脚上施加PWM信号,以便由占空比来断定反响参阅电压。
不论是数字仍是PWM办法,TPS61160/1都不会在猝发状况下供应LED电流,因此也就不会在输出电容上发作音频噪声。
在开路LED维护状况下,TPS61160/1具有的集成型电路体系能够避免输出逾越最大必定额外值。
1。
LCD背光源设计(毕业设计)
LCD背光源设计摘要LCD和我们的日常生活的联系越来越紧密。
众所周知,液晶自身是不能发光的,它需要借助背光源才能达到显示的功能。
高精细LCD,必须有高性能的背光技术与之配合。
因此设计一个高亮度、大视角并且稳定、均匀出光的背光源非常重要。
在产品开发初期,用实物搭建会造成不必要的浪费。
目前的工程设计大多先采用模拟设计的方式建立模型。
TracePro是一套能进行常规光学分析、设计照明系统、分析辐射度和亮度的软件。
它是一个结合真实固体模型、强大光学分析功能、信息转换能力强及易上手的使用界面的仿真软件,它可以将真实立体模型及光学分析紧紧结合起来。
本论文主要介绍背光源组成结构,并基于TracePro软件模拟设计直下式背光源,并分析该设计的合理性。
关键词:LCD;背光源;CCFL;TraceProDesign of LCD Backlighting UnitAbstractWith LCD display and our daily life are more and more close. As is known to all, LCD itself is not shine, it needs some back light can achieve display function.High fine LCD, must have high technology and the coordination.Backlighting Therefore, a large design, high brightness, uniform and stable Angle from light back light is very important.Early in the product development, with real structures will cause unnecessary waste.At first the engineering design are designed by simulation model.TracePro is a set of conventional optical analysis, can design, lighting system and brightness of radiation.It is a combination of real solid model, strong optical analysis function, converting information ability and accessible using the simulation software interface, which can be real three-dimensional models and optical analysis combined tightly.This article mainly introduces structure, and the back light TracePro software simulation design based on straight down type illuminant, and analyzes the back the rationality of the design.Key Words:LCD:Backlighting Unit;CCFL;TracePro目录1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2国内外研究现状及发展趋势 (1)1.3本论文的背景及目的 (4)2 CCFL背光源研究 (5)2.1引言 (5)2.2BLU的元器件介绍 (5)2.3小结 (12)3 光源设计软件TracePro简介 (13)3.1TracePro简介 (13)3.2TracePro操作流程 (14)4 基于TracePro软件的LCD背光源模拟设计 (28)4.1背光模组整体尺寸的确定 (28)4.2CCFL及反射背板的模拟设计 (28)4.3扩散板和扩散片的应用 (32)4.4棱镜片的设计与应用 (34)4.5设计小结 (35)5 总结 (36)致谢 (38)参考文献 (39)1 绪论1.1 引言LCD(Liquid Crystal Display),中文是液态晶体显示器,简称为液晶显示器。
详解液晶彩电背光灯驱动电路
详解液晶彩电背光灯驱动电路为了让冷阴极灯管安全、高效稳定地工作,其供电与激励必须符合灯管的特性。
具体而言,灯管的供电必须是频率为30kHz~100kHz的正弦交流电。
如果给灯管两端加上直流电压,会使部分气体聚集在灯管的一端,则灯管就会一端亮一端暗。
在液晶彩电中,电源板输出的电压为+24V或+12V直流电压,显然不能直接驱动背光灯管,因此需要一个升压电路把电源板输出较低的直流电转换为背光灯管启动及正常工作所需的高频正弦交流电。
这个升压电路组件就是常说的背光灯驱动板(Inverter),又称逆变器、升压板或高压板。
在液晶电视机中,背光灯驱动板是一个单独工作且受控于CPU的电路组件,其主要作用是点亮液晶屏内的背光灯管,并在CPU的控制下进行启动、停止(on/off)及亮度调节。
背光灯驱动板主要由振荡器、调制器、功率输出电路及保护检测电路组成,如1图所示。
在实际电路中,除功率输出部分和检测保护部分外,振荡器、调制器及控制部分通常由一块单片集成电路完成,这类集成电路常用的主要有BD(Rohm公司生产,如BD9884FV、BD9766等)及OZ系列(凹凸微电子公司生产,如02960、02964等);功率输出管多采用互补的功率型场效应管,有的采用3脚和8脚(①~③脚为S极,④脚为G 极,⑤-⑧脚为D极)贴片封装型,常见型号有D454、RSS085、D413、TPC8110、FDD6635.FDD6637等,如图2所示;还有的采用由N沟道和P沟道组合的5脚或8脚MOSFET功率块(①脚为Sl极,②脚为Gl极,③脚为S2极,④脚为G2极,⑤~⑧脚为D1、D2极),如SP8M3、TPC8406、4614、APM40520、P2804ND5G等,如图3所示。
保护检测多由集成电路10393、358、393或LM324及其外围元件来完成。
输出电路主要由高压变压器、谐振电容及背光灯管组成,并设有输出电压、输出电流取样电路。
背光驱动电路的选择策略和应用
背光驱动电路的选择策略和应用越来越多的便携式消费电子产品配备了彩色显示屏,例如手机、数码相机、PDA、MP3、PMP播放器等,其中手机又占据了那个市场的绝大部分份额,从而导致了这两年来中小尺寸显示屏产业链的飞速进展。
依照顾用的不同,显示屏会有不同的种类,例如TFT-LCD、CSTN-LCD以及OLED显示屏,从市场的应用看,OLED显示屏只是在折叠式手机的副屏以及MP3的市场上占有一定的份额,而市场的主流依旧是TFT和CSTN,这两种类型的LCD屏占据了现有的中小尺寸显示屏出货量的绝大部分。
本文重点就中小尺寸的LCD显示屏的背光驱动解决方案作一个分析介绍。
背光驱动的技术分析LCD显示屏自身并不发光,为了能够清晰的看到LCD显示屏的内容,需要一定的白光背光源。
在中小尺寸LCD显示屏中,一样采纳白光LED作为显示屏的背光源。
白色LED背光电源由数个白光LED组成,如手机、数码相机一样仅需要2到3个白光LED,而PDA和PMP那么依照其显示屏的面积,可能需要3到6个LED。
对背光驱动电路的要求是:满足背光的亮度要求整个显示屏亮度平均〔不承诺有某一部分较亮、另一部较暗的情形〕亮度能够方便地调剂驱动电路占PCB空间要小工作效率高综合成本低对系统其他模块干扰小依照顾用场合不同,系统设计者关注的重点可能会有所差别,例如关于低成本的产品方案中,可能会把整个驱动电路的成本放在第一位,关于手机的应用中,白光驱动电路对其他模块是否会产生EMI干扰那么是要重点考虑的因素,而在MP3应用中,又有可能对EMI干扰不太关怀。
白光LED驱动器差不多上有两种驱动方式:一种是采纳电感升压式DC/DC升压变换的原理来驱动,所有的LED串联接在一起,一样也叫做串联型驱动方式;另一种是采纳升压式电荷泵驱动电路,所产生的电压一样在5V/4.5V或者是依照LED的正向导通电压而自适应确定的一个电压,所有的LED并联在一起,一样也叫做并联型驱动方式。
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LCD 電視背光驅動電路設計挑戰分析和方案設計
LCD 電視應用中可以採用多種架構產生驅動CCFL 所需的交流波形,驅動多個CCFL
時所要面對的三個關鍵的設計挑戰是選擇最佳的驅動架構、多燈驅動、燈頻和脈衝調光頻率控制。
本文對四種常用驅動架構進行了對比分析,並提出多燈設計中解決亮度不均以及驅動頻率可能干擾畫面等問題的方法,並提出基於
DS3984/DS3988
的電路方案。
液晶顯示器(LCD)正成為電視的主流顯示技術。
LCD 面板實際上是電子控制的光閥,需要靠背光源產生可視的影像,LCD 電視通常用冷陰極螢光燈提供光源。
其他背光技術,例如發光二極體也受到一定的重視,但由於成本過高限制了它的應用。
由於LCD 電視是消費品,壓倒一切的設計考慮是成本─當然必須滿足最低限度的性能要求。
驅動背光燈的CCFL 轉換器不能明顯縮短燈的壽命。
此外,由於要用高壓驅動,安全性也是一個必須考慮的因素。
LCD 電視應用中,驅動多個CCFL 時所要面對的三個關鍵的設計挑戰是:挑選最佳的驅動架構;多燈驅動;燈頻和脈衝調光頻率的嚴格控制。
圖1:Royer 驅動器簡單,但不太精確。
挑選最佳的驅動架構
可以用多種架構產生驅動CCFL 所需的交流波形,包括Royer(自振盪,
self-oscillating)、半橋、全橋和推挽。
表1詳細歸納了這四種架構各自的優缺點。
1. Royer 架構
Royer 架構(圖1)的最佳應用是在不需要嚴格控制燈頻和亮度的設計中。
由於Royer 架構是自振盪設計,受元件參數偏差的影響,很難嚴格控制燈頻和燈電流,而這兩者都會直接影響燈的亮度。
因此,Royer 架構很少用於LCD 電視,儘管它是本文所述四種架構中最廉價的。
2.全橋架構
全橋架構最適合於直流電源電壓非常寬的應用(圖2),這就是幾乎所有筆記本PC 都採用全橋方式的
原因。
在筆記本
中,轉換器的直流電源直接來自系統的主直流電源,其變化範圍通常在7V(低電池電壓)至21V(交流配接器)。
有些全橋方案要求採用p 通道MOSFET ,比n 通道MOSFET 更貴。
另外,由於固有的高導通電阻,p 通道MOSFET 的效率更低。
3. 半橋架構
圖2:全橋驅動器很適合於大範圍的直流電源。
圖3:半橋驅動器比全橋驅動器少用兩個MOSFET 。
相較全橋,半橋架構最大的好處是每個通道少用了兩只MOSFET(圖3)。
但是,它需要更高匝比的變壓器,這會增加變壓器的成本。
還有,如同全橋架構一樣,半橋架構也可能會用到p 通道MOSFET 。
4.推挽架構
推挽驅動器有很多好處:這種架構只用到n 通道MOSFET(圖4),這有利於降低成本和增加轉換器效率;它很容易適應較高的轉換器直流電源電壓;採
用更高的轉換器直流電源
電壓時,只需選擇具有合
適的漏-源擊穿電壓的
MOSFET 即可。
不管轉換器的直流電源電壓如何,都可採用同樣的CCFL 控制器。
但採用n 通道MOSFET 的全橋和半橋架構就無法做到這一點。
推挽架構最大的缺點是要求轉換器直流電源電壓的範圍小於2:1。
否則,當直流電源電壓處於高階時,由於交流波形的高振幅因子,系統的效率會降低。
這使推挽架構不適用於筆記型電腦,但對於LCD 電視非常理想,因為轉換器直流電源電壓通常會穩定在±20%以內。
多燈驅動
CCFL 已在筆記型電腦、數位相機、導航系統以及其
他具有
較小LCD 螢幕的設備中使用多年。
這些類型的設備通常只用一個CCFL ,因此,傳統設計只用一個CCFL 控制器。
隨著大尺寸LCD 面板的出現,帶來對多CCFL 的需求,有必要採用新的方式來應對這種新的需求。
可能的方式之一是採用一個單通道CCFL 控制器來驅動多個燈(圖5)。
這種方式中,CCFL 控制器只透過其中的一個燈來監測燈電流,而以幾乎相同的交流波形同時驅動所有並聯的燈。
然而,這種方式存在著幾個缺陷。
圖4:推挽驅動器非常簡單,還可精確控制。
圖5:由於亮度不均勻以及其他的一些考慮,用一個單通道CCFL 控制器控制多個燈不太理想。
圖6:DS3984/DS3988單獨驅動和監視每個燈,為LCD電視和PC監視器提供均勻亮度。
使顯示器不會出現明顯的亮區和暗區。
用相同的波形驅動所有燈,由於燈阻抗的差異,會造成亮度不均勻。
而且,CCFL的亮度隨溫度而變。
由於熱氣上升,面板頂部的燈會比面板底部的燈熱,這也會造成亮度不均勻。
用一個單通道CCFL控制器驅動多個燈的第二個缺點是,單燈的失效(例如破損)會造成所有燈關閉。
第三個缺點,由於是並聯驅動所有燈,同時打開和關閉這些燈,這就要求轉換器直流電源必須採用更大的電容器增強去耦效果,這會增加轉換器的成本和尺寸。
解決上述諸問題的一條途徑就是每個燈用一個單獨的CCFL控制器。
然而,這種方式的主要缺點就是增加的CCFL控制器帶來了額外的成本。
為LCD面板提供背光的理想方案是多通道CCFL控制器,它的每個通道獨立驅動和監測每個燈。
這種多通道CCFL控制器既解決了亮度不均勻和單燈失效問題,並降低了去耦要求,而且還具有高成本效益。
對燈和脈衝調光的嚴格控制
由於
LCD電
視需要
顯示動
態且連
續行動
的畫面,
它有一
些在靜
態顯示
應用(例
如電腦
監視器
和筆記
型電腦)
中所沒
有的特
殊要求。
CCFL
的驅動
頻率可
能會干
圖7:DS3984/DS3988的每個通道也可驅動多個燈。
擾LCD
螢幕上顯示的畫面。
如果燈頻接近視訊刷新頻率的某個倍頻,就會在螢幕上出現緩慢行動的線或帶。
通過嚴格控制燈頻在±5%以內,可以消除這種問題。
用於調節燈亮度的脈衝調光頻率也要求同樣的嚴格控制。
這種調光方式通常是採用30Hz至200Hz頻率範圍的脈寬調變(PWM)訊號,在短時間內將燈關閉,達到調光目的。
由於關閉時間很短,不足以使電離態消失。
如果脈衝調光頻率接近垂直同步頻率的倍頻,也會產生滾動線。
同樣,將脈衝調光頻率嚴格控制在±5%以內就可以消除這個問題。
另外,在有些LCD電視中,為了改善LCD螢幕的影像響應,還要求緩慢的CCFL脈衝調光頻率與視訊垂直同步頻率同步起來。
解決LCD電視背光挑戰的方案
DS3984(四通道)和DS3988(八通道)CCFL控制器解決了本文所提到的所有這些設計挑戰。
可將這些元件配置為每個通道驅動一個燈(圖6),或者每通道多個燈(圖7),用戶可靈活裁減設計,以滿足自己的性價比目標。
多個DS3984/DS3988可輕鬆串聯,以支援任意數量的燈來為LCD電視螢幕提供背光。
DS3984/DS3988採用Array推挽驅動架構,可以
使用更低成本、更高
效率的n通道
MOSFET。
轉換器直
流電源電壓也可採用
更高的電壓。
單獨的
燈控制和監測可提供
均勻的亮度,並減少
轉換器的元件總數。
採用單獨的燈控制
時,如果某一個燈失
效,僅會使這個失效
的燈停止工作,其他表1:CCFL驅動架構比較。
燈繼續工作,並不會
受影響。
片上振盪器
產生的燈頻和脈衝調光頻率被嚴格限定在±5%水準,消除了對於顯示影像的影
響,並且也可被同步至外部時脈源。