液晶显示之殇(二)—电源篇
上次谈到了液晶电视的光源,光电不分家,这次谈谈电源吧!
(二)电源篇
CCFL液晶电视我们一般分两组电源,一组就是所谓的电源板,它一方面负责给主板和其他外设供电,另一方面负责给背光驱动供电;另一组就是我们通常所说的高压板(学名叫
逆变器,Inverter),主要用来驱动CCFL背光源。
大概介绍下电源板吧,与其他通用电源一样,220V AC输入,经过全桥整流,PFC功率因数校正,后面通常是用反激架构,通过几组不同匝数比的原副边绕组得到需要的几组电压,通常会有这几组电压:
a)24V主要提供液晶屏内部背光源驱动板供电电压;
b)12V1)连接主板,再通过LVDS连线直接供电屏的逻辑模块(Tcon);2)通过降压为8V给伴音板供电,再降压得到5V为高频头供电;
c)5V
1)给主板供电,再通过降压得到3.3V、2.5V、1.8V,主要是给像处理模块供电(scaler);2)提供待机电压,以及降压为3.3V、2.5V、1.8V供电给主芯片和DDR存储器;
d)14V
主要给伴音功放部分供电
当然现在电视的功能越来越多,所需要的电压可能也会有所差异,就不再一一举例了。因为电源板设计相对模块化,这里也不再展开细聊了,主要还是谈谈背光驱动
逆变器这块。
逆变器的功能就是将直流电压转为交流电压。为什么需要交流电压呢?上篇我们提到CCFL负载需要高压击穿才能发光,而研究表明交变的正弦波电压,频率在30k-80kHz之间能够使CCFL的发光效率和寿命达到最佳。因为CCFL正常工作电压很高,刚开始的击穿电压更高,需要达到上千伏,而流过CCFL的电流值却很小,只有毫安级,所以逆变器设计是需要满足这样一个高电压小电流的负载要求的。
推挽架构自激逆变器方案
这是笔者接触较早的CCFL逆变器方案, 24VDC电压通过中心抽头输入,自激振荡使得上下晶体管交替导通,形成正弦波电压,通过一定匝数比的变压器再将电压放大驱动灯管。因为是采用自激方式,其频率会随着外界因素的影响而有所变化,另外
推挽架构对开关晶体管的要求较高,开关应力需要达到两倍以上的输入电压,所以该架构并没有大规模的使用。
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全桥架构他激逆变器方案
这是很长一段时间内一直在用的一种驱动架构,
全桥架构虽然用的开关管数量最多,但它相对于推挽、半桥等架构,给功率器件的压力最小。在强调安全第一的前提下,增加两个开关管的成本基本可以忽略不计,此种架构也引入了芯片控制,开关管的频率受芯片控制,而与外界环境无关,另外芯片还集成了各种保护机制,为产品使用的安全性得到了保障,同时也大大简化了外围电路设计。
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LIPS
架构+
平衡板方案
这是对传统架构的一个革命,它将电源板和逆变器集成到了一起,逆变器输入不再采用电源板的24V电压,而是直接取自PFC后的400V输出。通过这种方式,背光部分的电能减少了一级能量转换,同样也节省了一级效率损耗,这使得电源板设计功率可以大幅降低,同时也解决了电源板的散热问题,最重要的是使得制造成本大幅降低。另外为了改善CCFL的负电阻特性,使CCFL能够并联驱动,电路还加入了电容平衡板或电感平衡板,使得逆变器的变压器使用数量大幅减少,这也使得制造成本进一步得到了降低。
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现在,因为采用了LED背光,其设计就更为简单了。因为LED是直流驱动,免去了直流转交流的麻烦,电路24V输入后直接做升压就行了,电路设计的重点在于保持各串LED之间电流的相等,现在各家IC厂商都有这方面的管理芯片,种类繁多,也就不累赘了。可以看图,后面的板子是相当精简!
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这里就我所了解的内容给大家一呈现,如有其它也希望大家能够补充,也希望各位高手行家们多多指点。
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