Источники питания узла задней подсветки панелей LCD.
Для того чтобы улучшить видимость информации на панели LCD при низких уровнях внешней освещенности, используется дополнительный источник света. Искусственное освещение, которое называется задней засветкой, требует отдельного источника питания. Практически все основные схемы узла задней засветки требуют для питания источника света достаточно высокого напряжения, но в то же время потребляют мало тока.
Задняя засветка — это процесс добавления известного источника света к LCD, чтобы улучшить видимость дисплея при низких уровнях внешней освещенности. Имеются три принципиальных подхода к организации задней засветки: электролюминесцентные панели (EL), флуоресцентные лампы с холодным катодом (CCFT) и светодиоды (LED).
Электролюминесцентные панели тонки, легки и вырабатывают равномерный выходной оптический сигнал поперек их поверхностной площадки. Эти панели могут вырабатывать излучение разного цвета, но для компьютерных дисплеев более предпочтителен белый цвет. EL-панель обычно устанавливается непосредственно позади тыльного поляризатора дисплея. Эти панели достаточно жесткие и надежные, но для их возбуждения требуется переменное напряжение. Для таких дисплеев требуется блок источника питания переменным током, в котором происходит преобразование постоянного напряжения низкого уровня в переменное напряжение достаточно высокого уровня 400 В или более.
Массив светоизлучающих диодов может использоваться для маленьких дисплеев с задней подсветкой. Как и EL-панели, такие светодиодные матрицы являются тонкими и легкими конструкциями. Панели со светодиодной подсветкой имеют лучшую яркость, чем соответствующие EL-панели, и гораздо более продолжительный срок. К сожалению, панели со светодиодной подсветкой потребляют существенно больше электрической энергии и излучают больше тепла, чем EL-панели, даже при том, что такие панели могут работать при постоянном питающем напряжении, равном всего лишь +5,0В. К тому же большинство LED-панелей вырабатывают желтый-зеленый свет, в противоположность белому свету, который предпочтителен для использования в компьютерной технике.
Флуоресцентные лампы с холодным катодом (CCFL) см. рис. 1 являются очень ярким источником белого света, а также потребляют приемлемо небольшую мощность. Они также имеют достаточно продолжительный срок службы без серьезного снижения своей производительности.
Флуоресцентная лампа является закрытой стеклянной трубой, которая имеет электроды с каждого конца, внутренняя поверхность покрыта специальным фосфоруцирующим материалом. Труба заполнена газом аргоном смешанным с малым количеством ртутного пара. Когда к электродам подводиться высокое напряжение то формируется электрическая дуга, ионизирующая ртутный пар. Ионизированная ртуть испускает ультрафиолетовую радиацию, которая засвечивает покрытие фосфора.
Рис.1
Такие характеристики сделали CCFLочень популярными для использования в портативных компьютерах. Имеются два основных метода установки CCFL: для боковой подсветки или для задней подсветки.
Боковая подсветка предпочтительна для тонких или низкопрофильных дисплейных панелей см. рис. 2, которые используются фактически во всех портативных компьютерах. Слой прозрачного материала, называемый рассеивателем, распределяет свет от лампы равномерно позади жидкокристаллических ячеек. Для того чтобы дисплей был более четким и ярким, может устанавливаться еще одна или несколько флуоресцентных ламп. Если предпочтительна более узкая, но в тоже время толстая дисплейная панель, то одна или две CCFL могут быть установлена непосредственно позади ячеек LC. Для равномерного освещения ячеек также используется рассеиватель. Флуоресцентные лампы с холодным катодом, также как EL-панели, нуждаются в высоковольтном источнике питания.
Рис. 2.
Для получения необходимого уровня питающего напряжения в мониторах используется небольшая преобразовательная схема. Эта схема представляет собой простейший двухтактный транзисторный генератор с двумя транзисторами, соединенными по схеме с общим эмиттером, и трансформаторной связью. В основе этого автогенератора, как и большинства преобразователей постоянного напряжения, лежит принцип прерывания постоянного тока в первичной обмотке трансформатора, что позволяет получить на выходе автогенератора напряжение симметричной и практически прямоугольной формы.
Переменное напряжение, снимаемое с вторичной, повышающей обмотки трансформатора преобразователя, используется для питания узла задней засветки панели LCD.
Этот высоковольтный сигнал переменного тока может быть использован для питания источников света, выполненных на флуоресцентных лампах с холодным катодом (CCFL) или на элетролюминесцентных (EL-) панелях.