在DS39xx CCFL控制器上实现模拟调光

DS3881、DS3882、DS3988、DS3991、DS3992和DS3994是用于背光液晶显示器（LCD）的冷阴极荧光灯（CCFL）控制器。为了获得令人满意的视觉效果或延长灯泡寿命，大多数应用都需要调光。本应用笔记首先介绍了CCFL常用的两种调光方法。然后介绍如何在DS39xx CCFL控制器上实现模拟调光。

CCFL调光方法

有两种常用的CCFL调光方法：突发调光（也称为PWM调光或数字调光）和模拟调光。本文讨论每种方法的优缺点。

突发调光以特定频率打开和关闭CCFL，这称为PWM调光频率。如果PWM调光频率大于60Hz，人眼无法检测到CCFL是否正在打开和关闭。在PWM周期的高周期内，CCFL被打开并以灯频率工作。在PWM周期的低电平期间，CCFL关闭，没有电流流过它们。通过调整PWM脉冲的占空比，可以增加或减少CCFL的亮度。突发调光的主要优点是可以实现非常大的调光比。然而，在某些应用中，PWM调光频率可能会干扰显示信号的垂直同步频率，从而对屏幕造成可见影响。突发调光也会导致可闻变压器噪声。

模拟调光不是连拍打开CCFL，而是使CCFL持续开启。通过改变灯电流幅度来调节灯的亮度。显然，较大的电流幅度导致更亮的CCFL，而较低的幅度使CCFL变暗。模拟调光具有非常窄的调光范围，这在某些应用中是不够的。但是模拟调光不会产生任何可闻的变压器噪声，因为不存在PWM频率。此外，模拟调光不会干扰垂直同步频率。

表 1.模拟调光和突发调光比较

 

模拟调光	突发调光
1.调光范围窄，不超过3：1 2.无变压器噪声 3.对垂直同步频率无干扰	1.调光比大，可达100：1 2.可能存在可闻变压器噪声。 3.PWM调光频率会干扰垂直同步频率。

 

实施CCFL模拟调光

DS3881和DS3882 CCFL控制器具有内置的模拟调光控制功能。用户可以使用I²C接口设置BLC寄存器来调节灯电流。

DS3988、DS3991、DS3992和DS3994 CCFL控制器具有突发调光功能。 然而，利用图1所示的简单外部电路，这些DS39xx控制器可以有效地支持模拟调光。

图1.在DS39xx CCFL控制器上实现模拟调光所需的外部电路。

在图1中，R4是灯电流反馈电阻。R4两端的峰值电压电平为VR4。信号通过二极管后，峰值电压电平变为VA。LCM 输入端 VLCM 的峰值电压电平是 VA 和模拟调光控制电压 VDIM 的线性组合。因此：
 

其中

和

VLCM（峰值）标称值为2.35V。因此VDIM确定VA，它与灯电流直接相关。注意，如果R1保持开路且VDIM不可用，则电路实际上是DS3992/DS3994数据资料中典型的多灯电流监测电路的一部分。

计算电阻值

要计算电阻值，请使用系统要求和公式1获得a和b。然后使用公式2和3计算R1、R2和R3的适当值。

例如，如果应用要求当VDIM为0V时灯电流为7mARMS，当VDIM为3.3V时，灯电流为3mARMS，则当VDIM = 0V时，VA等于19.1Vpk（√2 × 7mARMS × 2kΩ - 0.7V），当VDIM = 3.3V时，VA等于7.8Vpk（√2 × 3mARMS × 2kΩ - 0.7V）。使用这些条件和公式1，可以确定a = 0.422和b = 0.123。

在a和b已知的情况下，现在将R3设置为任意值（不超过10kΩ）。然后求解 R2 和 R3 的方程 1 和 2。如果选择R3为3.4kΩ，则R1 = 3.65kΩ，R2 = 12.4kΩ。由于灯电流中存在谐波，电流波形的波峰因数并不总是√2。因此，需要对电阻值进行一些调整才能达到预期结果。在这种情况下，R1和R2的最终值分别为4.42kΩ和11.5kΩ。

在上述应用中，灯电流随着调光控制电压的增加而减小。此功能称为负斜率调光。相反，正斜率调光意味着灯电流随着调光控制电压的增加而增加。如果需要正斜率调光，可以在V䵨和 R1。

测量波形

图2和图3显示了基于图1电路的测得的灯电流波形。图2在VDIM = 0V时捕获，图2在VDIM = 3.3V时捕获。在这种情况下，调光比为2.33：1。

图2.VDIM = 0V 时的灯电流波形。

图3.VDIM = 3.3V 时的灯电流波形。

审核编辑：郭婷