本應用筆記描述了如何對CCFL燈進行調光，以及用戶如何使用DS3881和DS3882 CCFL控制器最大限度地提高CCFL逆變器的調光比。該說明為汽車、工業和航空電子應用中的實際實施提供了指南。

介紹

DS3881和DS3882是用于冷陰極熒光燈（CCFL）的控制器，用于為汽車、工業和航空電子應用中的液晶顯示器（LCD）提供背光。這些設計系統通常需要較寬的調光比。例如，在汽車應用中，LCD面板必須在明亮的陽光和黑暗的隧道中易于讀取。DS3881和DS3882允許用戶創建調光比為300：1或更高的CCFL逆變器。

調光CCFL燈

CCFL可以使用幅度調制或脈寬調制（PWM）進行調光。在本應用筆記中，幅度調制稱為模擬調光，脈寬調制稱為數字調光。

模擬調光減少了流過燈的電流量。雖然有用，但這種技術的調光范圍非常有限。如果CCFL燈中的電流降低超過其額定標稱燈電流的三分之一，則燈開始表現出一些不良特性。具體來說，燈電流波形變得不平衡和不規則。如果CCFL燈的額定電流為6mA有效值，例如，將燈電流降低到約2mA以下有效值可能導致燈泡性能不佳。因此，這種基本的燈特性阻止了模擬調光技術實現大于約3：1的調光比。

數字突發PWM調光以人眼所能檢測到的速度打開和關閉燈。如果燈打開的時間很短（即突發），則可以達到100：1或更高的調光比。CCFL燈頻率、數字突發PWM調光頻率和最小燈導通突發周期數共同決定了可能的最大數字調光比。CCFL燈的響應時間相對較慢，約為50μs至75μs，這限制了最小突發導通時間。如果突發導通時間減少到小于燈響應時間，則燈的主動控制會受到影響。

僅靠模擬和數字調光技術都無法實現 300：1 的調光比。

使用DS3881和DS3882調光CCFL燈

DS3881和DS3882 CCFL控制器采用模擬和數字調光技術，獲得300：1或更高的調光比。為了實現這種大調光比，用戶必須使用I2C接口在軟件控制模式下操作器件，因為模擬調光功能只能通過I2C總線訪問。

在DS3881和DS3882中，數字調光可以通過內部BPWM寄存器或施加在PSYNC輸入端的外部PWM來控制。模擬調光由內部 BLC 寄存器控制。請參考DS3881和DS3882數據資料，詳細了解如何選擇和控制每種模式。

DS3881和DS3882具有兩個獨特的特性，允許用戶在突發調光周期內減少最小燈周期數。首先，可以在每個突發調光周期開始時設置軟啟動燈周期的次數，從 0 到 16 個燈周期，以 2 個燈周期為增量。此功能由內部 SSP1 至 SSP4 寄存器控制。為了最大限度地減少每個突發調光周期中的燈周期數，用戶可以通過將SSP1至SSP4中的MDC代碼設置為0h來完全消除軟啟動周期。此操作會將軟啟動配置文件設置為 0 個燈周期。或者，軟啟動燈周期數可根據需要設置為 2、4、6、8、10、12、14 或 16。

用戶還可以選擇器件對燈電流進行采樣的速率。這是使用控制寄存器 0 （CR1） 中的 LSR2 和 LSR2 控制位實現的。燈采樣率可設置為 4、8、16 或 32 個燈頻率周期。為了最大限度地減少每個突發調光周期中的燈周期數，用戶可以將燈采樣率設置為 4 個燈頻率周期。

下面的公式可用于估計僅使用PWM數字突發調光時可能的最大調光比。

（燈頻率/調光頻率）/（# 軟啟動燈周期 + 燈周期采樣率）（公式 1）

燈泡頻率通常由系統標準決定，包括LCD視頻干擾問題、EMI問題或效率問題。因此，改變燈頻率以優化系統調光比并不容易。為了最大化調光比，應將調光頻率降至最低。但有一個警告：將調光頻率降低到大約 100Hz 以下會導致閃爍，因為人眼開始檢測到燈的打開和關閉。

例如，考慮一個燈頻率為60kHz、突發調光頻率為100Hz的系統。 圖1至圖3詳細介紹了最小突發調光時的燈電流。在本例中，軟啟動設置為2個燈周期（SSP1 = 00h，SSP2 = 00h，SSP3 = 00h，SSP4 = 70h），燈樣品循環速率設置為4個燈周期（LSR0 = 0 / LSR1 = 0）。如果軟啟動減少到 0 個燈周期，則產生的最小突發將僅為 4 個燈周期。在60kHz的燈頻率下，這只能為燈提供67μs的響應時間，這對于本例中使用的燈來說是不夠的。因此，最小爆破時間增加到 6 個燈周期。

數字調光比 = （60kHz/100Hz）/（2 + 4） = 100：1（等式 2）

在圖3中，該器件的模擬調光功能用于將調光比擴展到約300：1，因為每個器件可將燈電流降低多達三分之一。

圖1.最小 PWM 突發時的燈電流。

圖2.最小 PWM 突發和標稱燈電流下的燈電流。

圖3.最小 PWM 突發和最小燈電流下的燈電流。

低調光水平下的動態光亮度變化

人眼可以檢測到超過約20%的光的相對階躍變化。在使用數字突發調光的應用中，最小突發可能只有 4 個燈周期。從 4 個燈周期上升到 5 個燈周期會導致燈亮度的階躍變化相對較大，用戶可能會看到這種變化。

如果將模擬調光與數字調光結合使用，則可以消除這種不良的亮度效應。例如，與其在相同的模擬電流水平下從4個燈周期增加到5個燈周期，不如創建一個中間步驟，在該步驟中，模擬燈電流在移動到5個燈周期之前增加。這種中間調整將減少燈亮度的相對變化。

審核編輯：郭婷