液晶彩背光灯驱动电路的组成

在功率放大器中，目前各厂家生产的背光灯驱动电路均采用MOSFET组成的功率输出电路，虽然电路形式有所不同，但主要有以下四种基本形式。

(1)全桥架构

全桥架构功率放大电路如图6所示，放大元件由4只MOSFET(两只N沟道及两只P沟道)组成，工作效率高，供电电压范围宽(6V~24V)，特别适合在低电压的场合应用，目前已在笔记本电脑、液晶显示器及液晶彩电中得到了广泛应用。

图6 全桥架构功率放大电路

(2)半桥架构

半桥架构功率放大电路如7图所示，和全桥架构相比，用两只电容取代了两只功率放大管(一只N沟道和一只P沟道的MOSFET)。在相同的输出功率和负载阻抗情况下，供电电压比全桥架构要提高一倍(电流为全桥架构的一半)，多用在供电电压较高的设备上(电压高于12V)。

图7 半桥架构功率放大电路

以上两种架构的功率输出电路中，每一个桥臂实质是由N沟道和P沟道MOSFET组成的串联推挽功率输出电路。

(3)推挽架构

这种架构的功率放大电路如图8所示，用了两只廉价低导通电阻的N沟道MOSFET,使电路的效率更高(P沟道的MOSFET价格高，且由于导通电阻大，电路的效率较低)，对于MOSFET管的筛选要求也低，电路所用元件也少，有利于最大限度地降低成本，但是，该推挽架构对电源的稳定性要求较高。

图8 推挽架构的功率放大电路

(4)Royer架构(自激振荡)

自激振荡器方式如图9所示，不需要激励控制电路，主要由两只功率管和变压器加反馈电路组成最简单的应用方式，主要用在不需要严格控制灯的频率和亮度的电路中。

图9 自激振荡器方式

由于Royer架构是自激式设计，受元件参数偏差的影响，很难保证振荡频率和输出电压的稳定，而这两者均会直接影响到灯管的亮度和使用寿命，加之无法进行亮度控制，虽然它是上述四种架构中最简单、廉价的，但是一般不用于液晶显示屏中，而是多用在廉价的节能灯上。

3.输出电路及正弦波的形成

在背光板驱动电路中，前级(振荡器和调制器)和功率输出部分基本上是工作在开关状态(因开关状态工作效率高，输出功率大)，输出信号基本也是开关信号。灯管的最佳供电电压波形应是正弦波，为了保证灯管工作在最佳状态(对于发光亮度及寿命是非常重要的)，因此必须把功率输出级输出的方波信号变换为正弦波，这一过程简称正弦化过程，其具体处理方式有两种：一是在高压变压器高压输出端进行处理，二是在高压变压器低压输入端进行处理。目前，大多采用后一方式，而前一种方式多用于早期的背光灯驱动板中，下面分别进行介绍。

(1)输出电路正弦化处理方式

整个背光灯驱动电路可以看作是一个他激振荡器。一个振荡器输出什么波形完全取决于振荡器的输出电路特性，输出电路如果是谐振电路，输出必然是正弦波。因此，只要把高压驱动输出电路做成一个谐振电路，就可以输出正弦波。如果谐振电路的谐振频率就是振荡器的振荡频率，那么该电路就能最大限度地、高效地把能量传输给灯管。

在高压变压器的输出端和灯管连接处串联一只电容c(常称作输出电容)，如图10所示。电容C和输出高压变压器输出绕组L及负载构成的等效电路如图11所示，电感L和电容C串联成谐振电路，谐振时电流达到最大值，此最大电流即是流过灯管的电流，也意味着功率输出的能量最大限度地输送给了灯管。由于灯管也是串联在电路中的一部分，便形成了串联谐振电路的电阻分量，所以该谐振电路是低Q值电路，即使振荡频率略有偏差，也能保证能量的有效传输。

图10在高压变压器的输出端和灯管连接处串联一只电容c

图11 电容C和输出高压变压器输出绕组L及负载构成的等效电路

【提示】电感L(即高压变压器的高压绕组)易损坏。损坏后，一定要换用参数接近的变压器，否则其性能会大幅下降，甚至不能使用。

(2)输入电路正弦化处理方式

在低压输入端正弦化处理的功率驱动电路简图如图12所示，Vl、V4为P沟道MOSFET管，V2、V3为N沟道MOSFET管，电容Cl与高压变压器Tl的初级绕组Ll串联。该功率驱动电路的4路激励脉冲如图13所示。

图12 在低压输入端正弦化处理的功率驱动电路简图

图13 4路激励脉冲

在t0-t1期间，V1、V3导通，V2、V4截止，电源经V1、C1、L1、V3形成电流回路，如图14所示。在此期间，流过L1的电流逐渐增大，Ll储能，其感应电动势为左正右负。