大型LCD背光照明系统的设计

CCFL

冷阴极荧光灯(CCFL)是一种长而细的密封玻璃管，内充惰性气体(图11)。当给灯管施加高压时，气体被电离，产生紫外线(UV)。紫外线打到内壁涂敷的荧光材料上使其激发，发出可见光。CCFL有许多优点，包括：

优良的白光源

低成本

高效率(光输出与输入电功率之比)

长寿命(>25千时)

稳定、确定的工作状态

容易调节亮度

重量轻

图11. CCFL是充有惰性气体的玻璃管。

CCFL有一些特殊性能，必须仔细考虑，以最大化其效率、寿命和实用性。然而，这些特性带来了一些特殊的设计挑战。例如，为了最大化灯管的寿命，需要采用交流波形驱动CCFL。任何直流成分会使一部分气体聚集在灯管的一端，造成不可逆转的光梯度，使灯管的一端比另一端更亮。还有，为了最大化其效率(光输出与输入电功率之比)，需要用接近正弦的波形驱动灯管。为此，CCFL通常需要一个直流-交流逆变器来将直流电源电压变成40kHz至80kHz的交流波形，工作电压通常在500VRMS至1000VRMS。

LCD电视中典型的CCFL布置

图12表示在LCD电视中，CCFL通常是如何安排的。这个电视中的12个灯等间隔地分布在整个LCD背板上，以提供最佳的光分布。重要的是，所有灯要工作在相同的亮度下。尽管在CCFL灯管和LCD面板之间安排有散光器，可协助均匀分布背光，不均匀的灯管亮度仍然很容易被察觉，并影响电视的图像质量。因LCD面板尺寸而异，用到的CCFL灯数量可能会多达30甚至40个。

图12. LCD电视内有4到40个CCFL。