显示屏用冷阴极荧光灯镇流器驱动器UBA2070和其应用.doc

显示屏用冷阴极荧光灯镇流器驱动器UBA2070及其应用 毛兴武1，马存云2 (1.临沂市电子研究所，山东临沂276004)（2.临沂师范学院物理与电子科学系，山东临沂276003） 1引言　　在最近10年中，光电显示技术迅猛发展。由于冷阴极荧光灯（CCFL）的亮度高，显色性好，无闪烁，功耗低，故在各种显示屏背景照明中仍占重要地位。　　与普通荧光灯电子镇流器一样，CCFL电子镇流器也分直流和交流两种。前者可采用低压直流供电，再经逆变器转换为600V～1500V的高频（如30kHz～45kHz）电源。CCFL交流电子镇流器需要进行ACDC和DCAC变换，其设计方案及电路结构与荧光灯交流电子镇流器基本相同。飞利浦半导体公司推出的UBA2070单片IC，是专门为CCFL交流镇流器而设计的一种驱动器。2UBA2070的电路结构及其主要特点　　UBA2070采用16脚DIP型或16脚SO型封装，引脚排列如图1所示。　　UBA2070采用650V双极CMOSDMOS(BCD)功率逻辑工艺制作，在芯片上集成了电压控制振荡器（VCO）、点火定时器、控制逻辑、高端和低端驱动器、灯电压和灯电流传感器及保护电路等，具体组成框图如图2所示。　　UBA2070的引脚功能如表1所列。　　UBA2070的主要特点如下：　　（1）高端电源电压（VHS）值高达600V，允许在高达277V（RMS）的AC线路电压上操作； ? 图1 16脚DIP型封装的引脚排列 ? 图2UBA2070电路结构框图 表1UBA2070的引脚功能简介 引脚号 符号 功能 引脚号 符号 功能 1 CT 点火定时器输出 9 FVDD 高端开关悬浮电源 2 CSW VCO输入 10 GH 高端栅极开关输出 3 CF 振荡器输出 11 SH 高端开关源极 4 IREF 内部参考电流输入 12 ACM 电容性模式输出 5 GND 地 13 LVS 灯电压感测输入 6 GL 低端开关栅极驱动器输出 14 VREF 参考电压输出 7 VDD 低压电源电压施加端 15 CS＋ 平均电流传感器正输入 8 n.c. 不连接 16 CS－ 平均电流传感器负输入 　　（2）VCO控制电压为3.0±0.3V，半桥输出频率（典型值）范围从40.5kHz到100kHz，振荡器启动和停止电压分别为13V（典型值）和9.1V（典型值），带3.9V启动/停止电压滞后（启动时VDD脚的电流约为170μA）；　　（3）内置点火定时器，用于决定灯的最大引燃时间；　　（4）利用自适应非交迭电路实现非交迭（non-overlap）时间控制，最大非交迭时间在内部限定在半桥周期时间的25％；　　（5）内置灯电压监视和灯电流控制与检测电路，提供灯失效、灯脱离和电容性模式等保护功能；　　（6）内置由二极管和MOSFET开关组成的自举电路和高压电平移位电路；　　（7）参考电压VREF=（2.95±0.09）V，参考电流IREF=65μA～95μA，输出驱动器源/阱（source/sink）电流为180mA/300mA。3应用电路及工作原理3.1应用电路　　用UBA2070作为驱动器的CCFL镇流器电路如图3所示。　　在图3所示的应用电路中，300V的DC高压可以从AC线路经全波整流和铝高压电解电容器滤波获得。UBA2070的脚10（GH）和脚6（GL）的高端和低端驱动器输出，分别驱动半桥拓扑中的功率开关Ths和Tls。半桥逆变器输出经过升压变压器，为通过电容耦合的并联于变压器次级的两支CCFL提供高频电流。3.2工作原理　　下面介绍UBA2070的功能及其应用电路的工作原理。 ? 图3BUA2070典型应用电路 ? 图4振荡器和驱动器相关波形 ? 图5正常情况下的引燃特性 3.2.1电路启动与振荡　　通电后，流经电阻器RVDD的电流对电容器CVDD充电。当CVDD上的电压达到大约13V时，UBA2070内的VCO则开始振荡。VCO的振荡频率由IC的脚3外部的接地电容CCF、参考电阻Rref和脚2（CSW）上的电压决定。在IC的脚3（CF）上产生锯齿波电压，其频率为半桥频率的2倍。IC的脚10（GH）和脚6（GL）上的输出驱动高端MOSFET（Tsh）和低端MOSFET（Tls）交替导通，并带50％的占空因数。振荡器信号和驱动器信号的相关波形如图4所示。在图4中，CF、GL和VACM分别是脚CF、脚GL和脚ACM上的电压，GHSH为脚GH与脚SH之间的电压。当振荡器开始振荡时的频率最高（fmax）在第一个开关期之内，低端开关Tls导通，IC的自举电路对自举电容器