Помехи на дисплее или необъяснимые сбои системы являются признаками возможных проблем совместимости дисплея и инвертора при их включении или размещении в готовом изделии. Таким образом, устранение проблем в готовом изделии является крайне дорогим решением.

ИЗУЧИТЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛАМПЫ

Перед выбором инвертора инженерам надо изучить характеристики лампы ЖК-дисплея, которую планируется запитывать. Обычная CCFL-лампа содержит пары ртути и аргона под низким давлением. Эти пары излучают ультрафиолетовый свет, облучающий фосфорное покрытие, которое излучает видимый свет, освещающий ЖКИ дисплей сзади.

Лампы CCFL имеют назначенный срок службы, определяемый обычно по остаточной яркости лампы 50% при рекомендуемом производителем токе или по отсутствию запуска при регламентируемом пусковом напряжении. Функционирование CCFL-ламп при токах выше рекомендуемых или при крайних температурах может значительно сократить их срок службы.

НЕОБХОДИМЫЕ УСЛОВИЯ

Правильный выбор и подключение инвертора поможет избежать помех ЖКИ дисплея и системных сбоев. Существует пять основных правил выбора DC/AC-инвертора для CCFL-лампы:

1. Начальное напряжение инвертора должно соответствовать или превышать напряжение запуска.

2. Рабочее напряжение должно соответствовать требованиям, предъявляемым к лампе.

3. Ток источника должен точно соответствовать указанному в документации значению тока лампы.

4. Рабочая частота должна быть совместима с лампой и ЖК-дисплеем.

5. Лампа должна вызывать минимальное искажение формы напряжения.

При выборе инвертора необходимо учитывать условия, которым должны удовлетворять ЖК-дисплей и подсветка на CCFL-лампе. Обычный готовый инвертор будет нормально работать в ряде устройств. Но если приходится иметь дело с переходными процессами входного напряжения, нестабилизированным напряжением питания, жесткими внешними воздействиями или ограниченным пространством для размещения, нужно внимательно посмотреть, как уменьшить или преодолеть проблемы создаваемые этими условиями.

ПАРАЗИТНАЯ ЕМКОСТЬ

Минимальное пусковое напряжение может изменяться под действием различных обстоятельств, и температура запуска является наиболее критичным условием. Для новой лампы может потребоваться сравнительно меньшее напряжение для запуска, но со временем или при функционировании при низких температурах требование к пусковому напряжению лампы может возрасти и инвертор должен обеспечить достаточное пусковое напряжение для удовлетворения возросших потребностей.

Рабочая частота ламп обычно составляет от 40 до 60 кГц, а паразитная емкость на этих частотах может значительно увеличить пусковое напряжение, необходимое для лампы. Предпочтительно оставлять выводы лампы как можно более короткими. По нашему инженерному опыту, паразитная емкость вызывает на ранней стадии разработки до 90% проблем.

ОПАСАЙТЕСЬ РИСКОВАННЫХ ДРАЙВЕРОВ

Разгон инвертора позволяет получить очень хорошее изображение на ЖК-дисплее на небольшое время, но за счет сокращения общего срока службы CCFL-лампы. Это может быть оправданно в некоторых случаях, но, как правило, сокращение срока службы является неприемлемым и может повлиять на гарантию панели.

РЕГУЛИРОВКА ЯРКОСТИ

Двумя наиболее часто используемыми способами регулировки яркости подсветки на CCF-лампах являются аналоговое регулирование и цифровое регулирование (широтно-импульсная модуляция). Самым простым способом является аналоговое регулирование. Приложенное постоянное напряжение напрямую управляет выходным током инвертора. Инвертор работает в непрерывном режиме, и требования к напряжению питания снижаются, так как пульсации входного тока невелики и дополнительной фильтрации напряжения источника питания не требуется.

Однако диапазон регулирования при применении этого способа ограничен обычно 4:1 и поэтому подходит только для устройств, используемых при неизменном уровне окружающего освещения (например, в помещении). Данный способ не подходит для дисплеев, которые должны обеспечивать одинаковую четкость и при дневном свете, и в ночное время, так для этого требуется более широкий диапазон регулирования.

В современных TFT ЖКИ-дисплеях, дающих яркость до 1000 Кд/м², наиболее предпочтительным способом регулирования является ШИМ-регулирование, так как этот способ меньше зависит от типа дисплея и обеспечивает большую гибкость выбора уровня яркости, имея диапазон регулирования 3000:1. Встроенный ШИМ сохраняет читаемость экрана и в условиях высокой окружающей освещенности, и в ночное время, а также непосредственно совместим с сигналом регулировки яркости контроллера, представляющий обычно аналоговое напряжение от 0 до 5 В, что намного упрощает совместное включение.

Однако ШИМ-регулирование возможно только в тех инверторах, которые специально для этого разработаны. Множество приложений требуют специально разработанных ЖК-дисплеев (например, автомобильные). Поэтому большое значение имеет инвертор, специально разработанный для соответствия параметрам ЖК-дисплея. Не все определяется габаритами.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИНВРТОРА

Приложения, использующие ЖК-дисплеи в домашних или офисных изделиях, имеют другие требования к внешним воздействиям инверторов CCFL-ламп.

Инвертор должен обеспечивать надежное зажигание CCFL-лампы во всем рабочем диапазоне температур: и в герметичном корпусе в киоске, стоящем на солнцепеке, и в заправочной колонке, работающей при температурах ниже нуля, и в автомобиле зимой.

На конструкцию также повлияет работа оборудования в условиях больших высот. При росте высоты воздух становится менее плотным, и напряжение пробоя уменьшается. Поскольку CCFL-лампа работает при высоком напряжении, то может произойти дуговой разряд (он может возникнуть после работы оборудования в течение нескольких часов). Можно исключить возникновение дугового разряда увеличением расстояния между высоковольтными элементами и другими проводниками путем применения изолирующих покрытий или герметизации элементов.

Для приложений, требующих исключительно высокой надежности, в качестве альтернативы открытым инверторам существуют герметизированные инверторы. Конструкция с вакуумной герметизацией гарантирует надежность запуска CCFL-ламп даже в жестких условиях окружающей среды.

Герметизация обеспечивает компактное размещение, высокую эффективность, стойкость к ударам, вибрации или влажности при применении CCFL-ламп для подсветки плоских панелей в медицинском диагностическом оборудовании, промышленных приборах, POS-терминалах и встроенных приложениях. 

 

По вопросам получения технической информации обращайтесь в компанию КОМПЭЛ.
Е-mail: theory.vesti@compel.ru.  

МНЕНИЕ

ЖК-дисплеи широко используются в различных изделиях, начиная от измерительного оборудования и заканчивая терминалами приема платежей.

Одной из составляющих любого изделия с ЖК-дисплеем является подсветка. Узел подсветки состоит из источника света и драйвера управления.

В дисплеях с диагональю более 5", как правило, используют CCFL лампы (CCFL - Cold Cathode Fluorescence Lamp). Для управления CCFL-лампой необходим инвертер, преобразующий постоянное напряжение питания 5 В или 12 В в переменное напряжение с амплитудой до 1500 В и частотой 40...60 кГц.

Зачастую в документации на ЖК-дисплей указан рекомендуемый тип инвертора. Но что делать, если в документации нет упоминания рекомендуемого типа дисплея, или если указанный тип инвертора невозможно найти в продаже? В этом случае Вам поможет вышеприведенная статья, в которой описаны принципы подбора инверторов для совместного использования с ЖК-дисплеями.

Соблюдение рекомендаций, указанных в статье, поможет реализовать весь потенциал, заложенный в дисплей. Особенно это касается срока жизни CCFL-лампы подсветки, что в большинстве случаев определяет срок жизни всего изделия. Помимо критериев, указанных в статье, надо помнить о негативных последствиях работы (и особенно запуска) CCFL-лампы при отрицательных температурах. В большинстве случаев срок жизни подсветки в документации указан для комнатной температуры. А отрицательные температуры способны снизить срок жизни дисплея в несколько раз. К примеру, компания SHARP для модели LQ065T9DZ01 указывает следующие значения времени жизни лампы при температурах окружающей среды: 10000 час. при +25°C, 12000 час. при 0°C, и всего 2000 час при -30°C.