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研究生:吳芝雅
研究生(外文):Chih-Ya Wu
論文名稱:LCD背光板逆流器之研究
論文名稱(外文):The Design of Inverter for LCD Back Light
指導教授:鍾翼能鍾翼能引用關係
指導教授(外文):Yi-Nung Chung
學位類別:碩士
校院名稱:大葉大學
系所名稱:電機工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:77
中文關鍵詞:冷陰極螢光燈半橋式諧振逆流器LCD背光板(模組)
外文關鍵詞:CCFL(cold cathode fluorescent lamp)LCD Back LightBack Light Module
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本論文採用LCD背光模組發光源之一的冷陰極螢光燈(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)做為研究的主軸。冷陰極螢光燈具有高輝度、高效率、壽命長、高演色性等特性,故廣泛被應用於平面顯示器(FPD:Flat Panel Display)中,而目前LCD背光模組發光源是以冷陰極螢光燈做為市場的主流。由於冷陰極螢光燈具有非線性負載特性,因此逆流器驅動電路的設計便是系統效率與穩定的關鍵。冷陰極螢光燈的驅動可以直接使用直流電源,但是為了確保燈管的效率與使用壽命,交流電源是被建議採用的,然而交流電源的產生有許多方法,在本文中驅動電路採用半橋式諧振逆流器做為設計的架構基礎,此電路架構結合濾波電路、半橋式諧振逆流器與昇壓變壓器,濾波電路在前級濾除系統不必要之雜訊,而半橋式諧振逆流器則提供冷陰極螢光燈所需的高頻交流電壓,最後經由昇壓變壓器提供燈管啟動時所需的高壓脈衝電壓及穩態時燈管所需的額定功率。本論文實際製作一組半橋式諧振逆流器電路,燈管部分採用奇美630mm之CCFL,最後將實測結果與電腦模擬波形作比較與分析,以驗證電路的設計理論。
A single-state high power factor electronic ballast for cold cathode fluorescent lamp is designed in this paper. The major algorithm of circuit includes the EMI filter circuit and the single-stage electronic ballast. The EMI filter circuit will filter the high frequency harmonic disturbance. Moreover, the input current will follow, the input voltage by using the single-stage electronic ballast to obtain a high power factor and the stable power for the cold cathode fluorescent lamp. A high power factor electronic ballast was designed in this paper. The simulation and that results were conducted also.
目錄

封面內頁
簽名頁
授權書‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧iii
中文摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧iv
英文摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧v
誌謝‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧vi
目錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧vii
圖目錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧xi
表目錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧xiii

第一章 緒論
1.1 研究動機‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
1.2 論文綱要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3

第二章 液晶顯示器
2.1 液晶顯示器‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5
2.1.1 液晶的起源‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5
2.1.2 液晶運在顯示器上的原理‧‧‧‧‧‧‧‧7
2.1.3 液晶顯示器的構造‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7
2.1.4 液晶顯示器的分類‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9
2.1.4.1 扭轉式向列型TN-LCD ‧‧‧‧‧10
2.1.4.2 超扭轉式向列型STN-LCD‧‧‧‧11
2.1.4.3 彩色薄膜型TFT-LCD‧‧‧‧‧‧11
2.1.5 液晶顯示器的優點與缺點構造‧‧‧‧‧13
2.2 背光模組‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧14
2.2.1 光源模組‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧15
2.2.1.1 背光-側光式結構‧‧‧‧‧‧‧16
2.2.1.2 背光-直下式結構‧‧‧‧‧‧‧16
2.2.1.3 背光-中空式結構‧‧‧‧‧‧‧17
2.2.1.4 前光-側光式結構‧‧‧‧‧‧‧18
2.2.2 背光模組關鍵之光學零組件‧‧‧‧‧‧19
2.2.2.1 發光源(Light Source)‧‧‧‧‧‧20
2.2.2.2 導光板(Light Guide Plate)‧‧‧‧20
2.2.2.3 反射板(Reflector)‧‧‧‧‧‧‧‧21
2.2.2.4 擴散板(Diffuser)‧‧‧‧‧‧‧‧21
2.2.2.5 增亮膜(BEF鏡片)‧‧‧‧‧‧‧22
2.2.2.6 偏光轉換膜(P-S Converter)‧‧‧23
2.3 背光模組之光源-冷陰極螢光燈‧‧‧‧‧‧‧24
2.3.1冷陰極螢光燈‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧24
2.3.1.1 冷陰極螢光燈特性簡介‧‧‧‧‧‧25
2.3.2 冷陰極螢光燈之發光原理‧‧‧‧‧‧‧‧26
2.3.2.1 氣體放電過程‧‧‧‧‧‧‧‧‧27
2.3.2.2 伏安特性曲線‧‧‧‧‧‧‧‧‧30
2.3.2.3 冷陰極螢光燈之發光特性‧‧‧‧34

第三章 CCFL逆流器之簡介
3.1 諧振電路之基本原理‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧37
3.1.1 串聯諧振電路‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧38
3.1.1.1 無阻尼之串聯諧振電路‧‧‧‧‧‧38
3.1.1.2 電容與負載並聯之串聯諧振電路‧‧39
3.1.2 並聯諧振電路‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧40
3.2 CCFL 逆流器驅動電路介紹‧‧‧‧‧‧‧‧‧41
3.2.1 Royer型式CCFL逆流器驅動電路‧‧‧42
3.2.2 半橋式CCFL逆流器驅動電路‧‧‧‧‧44
3.2.3 全橋相移式CCFL逆流器驅動電路‧‧‧46

第四章 CCFL逆流器原理分析
4.1 濾波電路‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧48
4.2 諧振槽路分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧49
4.3 半橋式諧振逆流器之動作原理分析‧‧‧‧‧‧55
4.4 元件參數分析與設定‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧59
4.4.1 變壓器繞組圈數設計‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧60
4.4.2 開關的損耗‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧60
4.4.3 開關的選擇‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧61
4.4.4 功率二極體的選擇‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧62

第五章 CCFL逆流器原理分析
5.1 前言‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧63
5.2 電路參數設計與電路規範‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧63
5.3 電腦模擬與實作波形‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧65

第六章 結論與未來研究方向
6.1 結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧72
6.2 未來研究方向‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧72

參考文獻‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧73
參考文獻

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