摘要：DS3881、DS3882、DS3984、DS3988、DS3991、DS3992和DS3994是冷陰極熒光燈(CCFL)背光液晶顯示器(LCD)控制器。為了取得滿意的視覺效果或延長燈泡壽命，在大多數(shù)應(yīng)用中需要進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。本文首先介紹了兩個普遍用來進(jìn)行CCFL調(diào)光的辦法。然后描述了如何用DS39xx CCFL控制器實現(xiàn)模擬調(diào)光。

CCFL調(diào)光方式

CCFL調(diào)光的常用方法有兩種：一種是脈沖調(diào)光，也稱PWM調(diào)光或數(shù)字調(diào)光；另一種方式是模擬調(diào)光。本文討論了這兩種方法的優(yōu)缺點。

脈沖調(diào)光可在特定頻率下導(dǎo)通和關(guān)斷CCFL，該頻率稱為PWM調(diào)光頻率。如果PWM調(diào)光頻率大于60Hz，人眼感覺不到CCFL的導(dǎo)通和關(guān)斷。在PWM 高電平期間，CCFL導(dǎo)通且工作在燈頻率。在PWM低電平期間，CCFL關(guān)斷且無電流通過。通過調(diào)整PWM脈沖的占空比，可以增大或減小CCFL的亮度。脈沖調(diào)光的主要優(yōu)點是可以實現(xiàn)非常大的調(diào)光比。但是，在某些應(yīng)用中，PWM調(diào)光頻率可能與顯示信號的垂直同步頻率發(fā)生干擾，從而在顯示器上會出現(xiàn)可見的干擾信號。脈沖調(diào)光還將引入變壓器音頻噪聲。

模擬調(diào)光時CCFL始終導(dǎo)通，而不是以脈沖方式時開時斷。通過改變燈電流幅值來調(diào)整燈的亮度。顯然，電流幅值越大，CCFL越亮；幅值越低，CCFL越暗。模擬調(diào)光的調(diào)光范圍很窄，這在某些應(yīng)用中略顯不足。但由于不存在PWM頻率，因此模擬調(diào)光不會引起變壓器音頻噪聲。此外，模擬調(diào)光不會與垂直同步頻率發(fā)生干擾。

表1對模擬調(diào)光和脈沖調(diào)光進(jìn)行了比較。更多描述見應(yīng)用筆記3997： How to Achieve a 300:1 Dimming Ratio with the DS3881/DS3882 CCFL Controllers。

表1. 模擬調(diào)光和脈沖調(diào)光的比較

Analog Dimming	Burst Dimming
1. Narrow dimming range, no more than 3:1 2. No audible transformer noise 3. No interference with the vertical synchronous frequency	1. Large dimming ratio up to 100:1 2. Audible transformer noise can be present. 3. The PWM dimming frequency can interfere with the vertical synchronous frequency.

CCFL模擬調(diào)光的實現(xiàn)

DS3881和DS3882 CCFL控制器內(nèi)置模擬調(diào)光控制功能。用戶可以通過I2C接口設(shè)置BLC寄存器，從而調(diào)整燈電流。

DS3984、DS3988、DS3991、DS3992以及DS3994 CCFL控制器具有脈沖調(diào)光功能。然而，采用圖1所示的簡單外部電路，DS39xx控制器同樣可支持模擬調(diào)光。


圖1. 實現(xiàn)DS39xx CCFL控制器模擬調(diào)光所需的外部電路

圖1中，R4為燈電流反饋電阻。R4兩端電壓的峰值為VR4。信號通過二極管后，峰值電壓變?yōu)閂A。LCM輸入端的峰值電壓VLCM是VA和模擬調(diào)光控制電壓VDIM的線性組合。即：





其中



和



VLCM (峰值)額定值為2.35V。因此VDIM決定VA，這將直接關(guān)系到燈電流。注意，如果R1開路且無VDIM電壓，電路實際上是DS3992/DS3994數(shù)據(jù)資料中給出的典型多燈電流監(jiān)視器電路的一部分。

阻值計算

計算電阻值時，根據(jù)系統(tǒng)要求并結(jié)合等式1求得a和b。然后用等式2和3來計算R1、R2和R3的適當(dāng)值。

例如，如果應(yīng)用程序要求VDIM為0V時燈電流為7mARMS，VDIM為3.3V 時燈電流為3mARMS，則VDIM = 0V時VA等于19.1Vpk (√2 × 7mARMS × 2kΩ - 0.7V)，VDIM = 3.3V 時VA等于7.8Vpk (√2 × 3mARMS × 2kΩ - 0.7V)。利用這些條件和等式1，可以得出a = 0.422，b = 0.123。

a和b已知時，設(shè)置R3為任意值(不超過10kΩ)。然后解等式2、3得出R1和R2。如果選擇R3為3.4kΩ，則R1 = 3.65kΩ，R2 = 12.4kΩ。由于燈電流中存在諧波，電流波形的波峰因數(shù)并非總是√2。因此需要對電阻值進(jìn)行一些調(diào)整以達(dá)到理想效果。在本例中，R1和R2的最終值分別為4.42kΩ和11.5kΩ。

如上文所述，燈電流隨著調(diào)光控制電壓的增加而減小。該功能稱為負(fù)斜坡調(diào)光。相反的，正斜坡調(diào)光意味著燈電流隨著調(diào)光控制電壓的增加而增加。如果希望采用正斜坡調(diào)光，可以在VDIM和R1之間增加反向電路。

測試波形

圖2和3為在圖1基礎(chǔ)上測得的燈電流波形。圖2為VDIM = 0V時的波形，圖3則是VDIM = 3.3V時的波形。調(diào)光比例為2.33:1。


圖2. VDIM = 0V時的燈電流波形


圖3. VDIM = 3.3V時的燈電流波形