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CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamps)即冷阴极荧光灯，是一种气体放电发光器件，其构造类似常用的日光灯，通过连接插头与高压板相连。目录ccfl的原理ccfl的结构ccfl的电气特性ccfl的重要参数ccfl的优点与存在的问题新型ccfl介绍ccfl的应用添加新目录>>-->ccfl的原理通常发射电子的材料，即阴极，分冷与热两种。热阴极，是指用电流方式把阴极加热至800℃以上，让阴极内的电子因获得热能后转换为动能而向外发射：冷阴极，是指无须把阴极加热，而是利用电场的作用来控制界面的势能变化，使阴极内的电子把势能转换为动能而向外发射。两种阴极的最大区别是，热阴极用低电压就可以产生电子发射，而冷阴极往往需要很高的电压才能产生电子发射；热阴极的寿命比较短，冷阴极的寿命比较长。故在液晶屏的背光源中，常常使用冷阴极。在两端加一定高压(这个电压为启动电压，一般为1500～1800V)时，灯管中的汞原子在高压的作用下会释放出紫外光，波长大约是253.7nm。与此同时，有一部分电能转化为热能白白消耗掉了，大约只有60％电能
ccfl的原理
通常发射电子的材料，即阴极，分冷与热两种。热阴极，是指用电流方式把阴极加热至800℃以上，让阴极内的电子因获得热能后转换为动能而向外发射：冷阴极，是指无须把阴极加热，而是利用电场的作用来控制界面的势能变化，使阴极内的电子把势能转换为动能而向外发射。两种阴极的最大区别是，热阴极用低电压就可以产生电子发射，而冷阴极往往需要很高的电压才能产生电子发射；热阴极的寿命比较短，冷阴极的寿命比较长。故在不会发生变化。冷阴极荧光灯是一个非线性负载，灯管的供电必须是交流正弦波，频率为40～80kHz。
冷阴极荧光灯在开始启动时，当电压还没有达到启动电压时，灯管呈正电阻(数兆欧)，一旦达到启动值，灯管内部发生电离放电，产生电流，此时电流增加，灯管两端电压下降，呈负阻特J跬。所以，冷阴极荧光灯触发点亮后，在电路中必须有限流装置，把灯管工作电流限制在－个额定值上，否则，电流过大会烧毁灯管，电流过小点亮又难以维持。
ccfl的结构
CCFL是一个密闭的气体放电管,在管的两端是阴冷极，采用镍、钽和锆等金属做成，无须加热即可发射电子。灯管内主要是惰性气体氩气，另外，有充人少量的氖气和氪气作为放电的触媒，再有就是少量的汞气。
ccfl的电气特性
CCFL需要在高压、交流电源的驱动下工作，因此，在液晶显示器中，需要将开关电源电路产生的低压直流(12V)变换为高压交流电源，这项工作由高压板完成。为了降低CCFL的功耗，提高高压板电路的转换效率，应尽可能地使CCFL的电气特性与高压板电路的电气参数相匹配。
CCFL在点亮之前，会呈现出一个很高的阻抗，须加一个1500V(均方根值)以上的正弦波交流电压，其峰－峰值可达3000～5000V<SUB>p-p</SUB>；而当灯管点亮后，气体会全部电离，灯管内的阻抗会降低至80kΩ左右，此时灯管的工作电压会降低到600V(均方根值)左右。CCFL的工作频率一般会设置在40～80kHz，因为此时的发光效率比其他频率下高出15[%]左右。
可见，在某些情况下，CCFL的伏安特性与齐纳二极管十分相似，在未点亮前，CCFL呈现无穷大的阻抗，一旦点亮，基本上是一个电阻型阻抗。因此，对于CCFL的启动，可以首先用一个启动电压将灯管点亮，然后限制并维持通过CCFL的电流，在一定的电流作用下产生相应的压降。
ccfl的重要参数
(l)启动电压
在灯管寿命范围内(一般规定灯管的最大发光亮度降低至最初值的80[%]时的实际工作时间为灯管寿命)，最低工作环境温度下，使灯管点亮所需要施加在灯管两端的电压值，一般为交流1500～1800V。高压板电路输出端与CCFL之间的连线(包括pC板走线、导线、接插件等)对启动电压有一定的影响。
(2)工作电流
灯管正常工作时的电流为工作电流，为5～9mA。由于CCFL的亮度主妻与其工作电流有关，但为保证使用寿命，其两端的电流要大于配屏规定的最小值，要小于配屏规定的最大值。当低于其最小值时，灯管工作极易出现起辉不正常现象，甚至是不能点亮灯管；当高于最大值时，就算电流再大，亮度也不会提高多少，且电流越大，使用寿命越短。
(3)工作电压
灯管点亮之后，在一定的寿命时间内，在给定的工作电流下，灯管两端的电压值为工作电压，正常的工作电压一般为600～800V。
(4)工作频率
驱动灯管的高压是一个交流信号，交流信号的频率称为工作频率，一般为40～80kHz。在同等的工作电流、工作电压驱动下，CCFL的发光亮度与工作频率有关，在工作频率激励下，CCFL的发光亮度最大，偏离工作频率，发光亮度下降。
(5)等效电阻
CCFL类似于齐纳二极管，在未点亮前呈现无穷大的阻抗，点亮之后则基本为一个电阻性阻抗。
(6)输出功率
输出功率具体依灯管种类、长短和数量而定，一般在3～6W。
ccfl的优点与存在的问题
CFL有许多优点，包括：它是优良的白；低成本；高效率(光输出与输入电功率之比)；长寿命(大于25000h)；稳定的工作状态；容易调节亮度；重量轻等。但是，CCFL也存在一些问题，主要有：
(1)CCFL需要采用交流波形驱动，任何直流成分都会使一部分气体*在灯管的一端，造成不可逆转的光梯度，使灯管的一端比另一端更亮。此外，为了提高效率(光输出与输入电功率之比)，需要用接近正弦的波形驱动灯管。因此，CCFL通常需要一个DC/AC(直流/交流)逆变器来将直流电压变换成40～80k吒的交流波形。
(2)在液晶显示器中，CCFL等间隔地分布在整个液晶屏背板上，以提供最佳的光分布。这就要求所有灯要工作在相同的亮度下。尽管在CCFL和LCD面板之间安羽：有散光器，可协助均匀分布背光，但实际情况并不十分理想，CCFL不均匀的灯管亮度仍然很容易被察觉，并影响图像质量。
(3)CCFL工作在高压高频下，在工作时，其驱动频率可能会干扰显示的画面。如果灯频接近视频刷新频率的某个倍频，就会在屏幕上出现缓慢移动的线或带。因此，需要严格控制灯频在±5％以内，以消除这种问题。
(4)用于调节灯亮度的脉冲调光频率也同样要求严格控制。这种调光方式通常是采用30～200Hz频率范围的脉宽调制(pWM)信号，在短时间内将灯关闭，达到调光目的。由于关闭时间很短，不足以使电离态消失，如果脉冲调光频率接近垂直同步频率的倍频，也会产生滚动线。同样，将脉冲调光频率严格控制在±5[%]以内就可以消除这个问题。
(5)有些CCFL和液晶屏是做成一个整体的，若灯管损坏，只能更换整个液晶面板模块，造成维修成本增加。
新型ccfl介绍
随着CCFL技术的不断发展，出现了一些新型的冷阴极荧光灯，现介绍如下：
(1)无极冷阴极荧光灯(EEFL)
这是一种直管形荧光灯，又称“无极荧光灯”。其基本结构与常用的CCFL相同，只不过管内没有电极，而在管外两端包以铝膜作为外电极，管内壁涂以三基色荧光粉，管内充有5[%]氩气(Ar)，并添加了汞气(Hg)和氖气(Ne)，内充气体的压强为0.8kpa。此背光源以5MHz的正弦电压驱动，两极电压的相位差为180°。
EEFL不同于电极在灯管内部的CCFL，电极设在外部而有利于并列启动，而且亮度比CCFL高出60％以上，适用于高亮度、大面积的显示器中。EEFL系统基于电磁感应的原理，使等离子体与电路磁力线耦合，利用套在灯管外面的一对金属电极在灯管内形成感应电流，而不像普通荧光灯那样，利用电极将外部的电能转化为灯内部工作所需要的能量。
EEFL与CCFL在驱动上的最大区别在于，CCFL只能是单管驱动，而EEFL则可以并联驱动。另外，FEEL的更换也比较方便。
(2)外电极无极荧光灯
外电极无极荧光灯主要有两种形式：一种是在灯管两端外侧设置螺旋外电极：另一种则是在灯管一端内装一电极，而在灯管另一端外缠绕着线圈外电极。灯管内充有氩氙混合气(Ar-Xe)。工作时，内电极与管外轴向分布的线圈外电极通过电力线沟通，而气体放电的电子则因随电力线分布而避免了碰撞。外电极线圈的螺距随放电路径的延长而减小。本光源以脉冲电压取代正弦波电压驱动，从而避免了阳极区的收缩。
(3)介电隔板充氙荧光灯
介电隔板充氙荧光灯的基本结构是由前、后玻璃基板构成的，前玻璃基板的内侧面设置有ITO透明导电薄膜，而后玻璃基板内侧面覆盖有一层金属电极层；两板上都有一厚度为60nm的介电层；荧光粉则沉积于前、后玻璃基板的内表面介质层的上面。前、后玻璃基板的间距为1mm，为维持放电的空间，空间内充人的氙气压强为266kpa。背光源以电压为1kV、频率为20kHz的高频交流脉冲工作。
(4)扁平外电极荧光灯
扁平外电极荧光灯是日本研制的一种平板型荧光灯，即在其前玻璃板的内侧面有一对厚膜电极，电极上覆盖有一层厚度为0.06mm的透明介电层，以防止在放电时因离子轰击而造成的电极溅射。这种背光源的两个电极是由电压、脉宽及时间间隔相等，但电信号的相位差为180°的电脉冲串驱动。
这种扁平荧光灯背光源有两种规格，它们分别被充人不同成分的放电气体：一种是压强为13.3kpa的氩－氪－汞气(Ar-Kr-Hg)，另一种是压强为5.3kpa的氩－氖一氙气(Ar-Ne-Xe)，工作电压分别为700V和1400V。
ccfl的应用
由于CCFL具有灯管细小、结构简单、表面温升小、表面亮度高、易加工成各种形状(直管形、L形、U形、环形等)，使用寿命长、显色性好、发光均匀等优点，所以，CCFL是当前液晶屏最为理想的背光源，同时广泛应用于广告灯箱、扫描仪等仪器设备上。
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