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目前全球对液晶显示屏的需求日益扩大,而液晶是一种被动发光器件,需要背光源来照明,由于冷阴极荧光灯具有工艺成熟、价格便宜等众多优点,成为目前背光源市场(尤其是大尺寸)的主流。
本文设计了一款基于Bi-COMS工艺,用于驱动液晶显示器背光源中冷阴极荧光灯的电源控制芯片,该芯片采用脉冲宽度调制技术双通道输出,增加驱动灯管的数目和背光源的亮度,通过低频数字调光来实现对冷阴极荧光灯亮度0~100%的调节。在设计中充分考虑了冷阴极荧光灯自身具有的特性如固有频率、灯管点亮前后灯管模型的变化对谐振网络的影响、电流大小对灯管寿命的影响等和芯片可能出现的异常情况如芯片温度过高、电源电压过低等,采取了相应的考虑和措施。芯片采用软启动技术避免启动时出现浪涌现象,通过外部选择低频数字调光模式,同时提供待机功能,节约能源。
论文详细设计了芯片内部的电路模块,包括误差放大器、比较器、振荡器、输出电路、调光电路、逻辑控制电路、基准电压、电压调节器、软启动电路、电源电压欠压保护电路、芯片过温保护电路、灯管欠流保护电路、灯管过流保护电路等。应用Cadence公司Spectre仿真软件对各子电路模块进行功能仿真,再对整体电路进行功能仿真,均达到了预定指标。