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冷阴极荧光灯管的特性

  冷阴极荧光灯是一个高非线性,其触发(启动)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(1400~1800V)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,灯管两端电压下降(600~900V)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,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。
  
  下图是冷阴极荧光灯的电压一电流特性图,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(1400~1800V)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600~900V。
  
  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。
  
  目前的冷阴极荧光灯在良好的供电环境(即灯管供电的、波形、触发电压、维持电压、灯管电流要符合该灯管的特性)下,寿命可以达到近50000h(近似于CRT寿命)。对于有亮度控制的灯管,波形要求更加严格,否则灯管寿命将大大缩短(有些液晶屏的背光灯管和屏体做成了一个整体,灯管损坏后不可更换,也就变成了废品)。
  
  冷阴极荧光灯要求高效率、长寿命,其供电、激励就必须符合灯管的特性:供电必须是交流正弦波,频率为60~100k,触发电压为1400~1800V,维持电压约是触发电压的1/2(由灯管的长度和直径决定)。由于每只灯管的电压一电流特性并不完全一样,因此灯管不能直接并联使用(串联使用虽然可以点亮,但特性的差异将造成相串联灯管的亮度不同,整屏亮度不均匀)。在多灯管液晶屏中,每只灯管均单独配一只高压。三星81cm(32英寸)液晶屏有16只灯管,其驱动板上就有16个高压输出变压器。
  
  目前,背光灯高压驱动板和液晶屏大都是配套出厂的,不同型号、不同尺寸液晶屏的高压驱动板不可互换。

冷阴极荧光灯的电压一电流特性图


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