一、背光板组件

1. 背光板组件的组成

背光板组件主要由 4 个部分组成，如图 1 中虚线框所示。各组成部分的功能如下：

(1)振荡控制：产生 60～100 kHz 的振荡方波信号。

(2)功率放大：把振荡控制部分送来的信号放大到足够点亮灯管的功率。

(3)高压输出：把功率放大后的信号升压并转换为正弦波输出，点亮 CCFL（冷阴极荧光灯）管。

(4)保护检测：对背光板输出的电压及 CCFL 灯管的工作电流、工作状态进行检测。如果异常，则控制振荡控制部分停止输出，进入保护状态。

CPU 向背光板提供开 / 关机(ON／OFF)控制信号及控制背光管亮度的控制信号。

背光板的供电包括功率放大部分、振荡控制及保护检测部分供电。对于功率放大部分，目前 81 cm（32 英寸）及以上尺寸的屏供电为 24 V、6～10 A，由开关电源提供 66 cm/(26 英寸）以下尺寸屏的功率放大供电一般为 12～18 V)。振荡控制及保护检测部分的供电一般为 5 V 或者 6 V，由 24 V 经过降压、稳压后得到，也有部分产品由主板直接向背光板的振荡控制部分提供5 V 或者 6 V 供电。

2. 背光板组件的工作过程

背光板组件由整机开关电源提供 24 V 电源。CPU向振荡控制部分发出 ON 启动信号后，振荡器开始工作，产生 60～100 kHz 的高频连续振荡方波信号。该信号受 CPU 送来的亮度控制信号的控制，变成间断的振荡方波信号(原理后述)。功率放大部分对振荡方波信号进行功率放大(由于是方波放大，功率放大部分工作在开关状态，故效率极高)，输出的大功率振荡方波信号经过升压变压器 T 的升压，再通过升压变压器的电感 L2 与电容 C 组成的串联谐振电路转换为正弦波，加到灯管上并点亮 CCFL 灯管。

保护检测电路包括高压输出过压保护、CCFL 灯管电流检测保护，过压保护通过升压变压器 T的 L3 绕组进行电压取样（也有采用高压电容的分压取样方式)，CCFL 灯管电流检测保护通过串联于 CCFL 灯管上的电阻 R 进行取样。当电流流过 R 时，其两端的压降就是 CCFL 灯管工作电流的取样信号。该电压和电流取样信号在保护检测电路内进行比较，当电压或电流出现异常时，保护检测电路输出控制信号通过振荡控制电路切断激励输出，进入保护状态；当 CCFL 背光灯管亮度不稳定时，其电流取样也不稳定，不稳定的电流取样进入比较检测电路后，控制 PWM 亮度调制电路，使 CCFL 发光亮度得以稳定。

二、背光灯管———冷阴极荧光灯（CCFL）

CCFL 是冷阴极荧光灯 (Cold Cathode Fluores-cent Lamp)的简称，其结构特点：灯管内部放电的电极(阴极)工作时，无需加热，即可发射电子。

1. 冷阴极荧光灯管的构造和工作原理

冷阴极荧光灯 CCFL 是气体放电发光器件，其构造类似于常用的日光灯。不同的是：日光灯采用热阴极发射电子；而 CCFL 则采用冷阴极发射电子。

通常，发射电子的阴极分冷、热两种。热阴极，是指用电流方式把阴极加热至 800℃以上，阴极内的电子获得热能后转换为动能，从而向外发射；冷阴极，是指无需把阴极加热，而利用电场的作用控制界面的势能变化，使阴极内的电子把势能转换为动能，从而向外发射。两者的最大区别是：热阴极用低电压就可以产生电子发射，而冷阴极往往需要很高的电压才能产生电子发射；热阴极的寿命比较短，冷阴极的寿命比较长。

热阴极的主要材料是钨，而冷阴极采用镍、钽和锆等金属制成。灯管内充有惰性气体(氩气)及少量的汞(水银)，当灯管的两端电极施加高电压(大于 1200 V)时，冷阴极在强电场的作用下发射电子，使灯管内汞原子激发和电离，产生灯管电流并辐射出大量波长为253.7 nm 的紫外线。紫外线激发管壁上的荧光粉涂层而发光，如图 2 所示。

2. 冷阴极荧光灯管的特性

冷阴极荧光灯是一个高非线性负载，其触发 (启动)电压一般是工作(维持)电压(电压值的大小和灯管的长度和直径有关)的约 2 倍。

当冷阴极荧光灯的启动电压尚未达到触发值(1400～1800 V)时，灯管呈正阻(数兆欧)特性；一旦达到触发值，灯管内部即产生电离放电电流，灯管两端电压下降(600～900 V)而呈负阻特性。这种负阻特性将导致产生电离放电后,灯管电流无节制地迅速上升，最终烧毁灯管。因此，冷阴极荧光灯触发点亮后，电路上必须采取限流措施把灯管工作电流限制在一个适当的额定值上，维持稳定的亮度。限流必须符合灯管的特性(直径、长度)，限流过小会引起电流过大，缩短灯管寿命；限流过大又会引起电流过小，难以维持亮度。

图 3 是冷阴极荧光灯的电压—电流特性图，垂直轴表示流过灯管的电流大小，水平轴表示灯管两端的电压大小。灯管两端的电压未达到灯管触发电压(1400～1800 V) 时，基本没有灯管电流；达到触发电压时，灯管内部汞原子电离，产生电流点亮灯管。随着电流上升，灯管两端电压急剧下降，直至维持在 600～900 V。此时，由于外电路的限流作用，灯管两端的电压基本维持在触发电压的大约 1／2处，灯管两端电压的小幅变化将会引起灯管电流较大的变化(电流大幅变化，直接影响灯管的使用寿命)。点亮灯管后，维持灯管两端电压的稳定十分重要。

注意：背光灯管的直径都非常细，一般在 1.8～3 mm，这是为了保证放电的电流密度，以达到足够的亮度。所以，维修人员拆换背光灯管时必须非常小心!

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