CCFL驱动电源在大屏幕LCD中应用的研究

论文摘要

随着液晶显示技术的发展,大尺寸液晶显示屏的市场份额迅速增加,所需要的背光电源增多,功率水平也显著增大,而与之配套的背光电源由于效率偏低等原因制约了液晶产品的发展。因此,研制高效率的背光电源迫在眉睫。本文分析了背光源研究的背景、背光源的种类和发展趋势、国内外的研究现状;分析了冷阴极荧光灯的发光原理、驱动电路的拓扑结构;并对Royer、半桥、全桥和推挽等几种驱动电路的拓扑结构进行了比较,最终在逆变部分选定适合总体方案的半桥拓扑。为解决CCFL驱动电源在低压工作时的低效率问题,本文借鉴日光灯电子镇流器的设计思路,采用PFC加逆变器的两级级联结构,设计了一种基于高压技术的多管CCFL集成驱动电路。逆变部分设计在高压输入状态,比传统低压输入方案体积更小,效率更高。本文将一种固定关断时间控制的功率因数校正电路用于驱动电源的前级,结合功率因数校正电路的工作原理和特点,设计了一种基于Boost固定关断时间控制的PFC电路,进行了实验验证。本文从开关器件应力角度出发,在逆变部分采用了一种LCLC串并联谐振半桥逆变电路。分析了电路的工作原理和特点,对电路参数进行了设计,通过仿真和实验验证了该电路不仅实现了开关管的软开关,而且当灯管故障、脱落时,能够保证其它灯管正常工作;另外,本文在多灯管驱动的研究过程中,实现了均流和调光功能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 冷阴极荧光灯介绍
• 1.2.1 冷阴极荧光灯的发光原理
• 1.2.2 冷阴极荧光灯的参数
• 1.2.3 冷阴极荧光灯的特性
• 1.3 CCFL 驱动电源的研究
• 1.3.1 CCFL 驱动拓扑的研究
• 1.3.2 基于单级Royer 结构的单管CCFL 驱动电路研究
• 1.3.3 CCFL 驱动电源的发展趋势
• 1.3.4 高压CCFL 驱动电源的整体结构
• 1.4 本课题的研究内容及意义
• 第二章 功率因数校正电路的设计
• 2.1 引言
• 2.2 电流谐波和功率因数
• 2.3 功率因数校正的分类
• 2.3.1 无源功率因数校正
• 2.3.2 有源功率因数校正
• 2.4 功率因数校正电路的设计
• 2.4.1 PFC 工作原理
• 2.4.2 FOT 峰值电流控制的原理
• 2.4.3 FOT 峰值电流控制的分析
• 2.4.4 固定关断时间峰值电流控制的实现
• 2.4.5 FOT 控制电路的原理
• 2.5 本章小结
• 第三章 半桥LCLC 谐振逆变器
• 3.1 引言
• 3.2 谐振电路的分析
• 3.2.1 串联谐振
• 3.2.2 并联谐振
• 3.2.3 串并联谐振
• 3.3 电路工作模态分析与参数设计
• 3.3.1 模态分析
• 3.3.2 主电路的参数设计与分析
• 3.3.3 变压器设计
• 3.3.4 功率开关管的选择
• 3.4 主电路的仿真及实验结果
• 3.4.1 单支灯管用于LCLC 串并联主电路的仿真及实验
• 3.4.2 灯管突卸
• 3.5 损耗分析
• 3.5.1 功率管损耗
• 3.5.2 变压器损耗
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于多灯管的灯网络电路
• 4.1 引言
• 4.2 电流检测电路
• 4.3 保护电路
• 4.4 调光电路
• 4.4.1 CCFL 的调光方法分类
• 4.4.2 PWM 调光的实现
• 4.5 均流电路
• 4.6 本章小结
• 第五章 全文总结与展望
• 5.1 本文的主要工作
• 5.2 下一步工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文