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1、CCFL工艺参数及与照明灯具配合设计问题 CCFL荧光灯管的特点1 目 录 Contents CCFL应用于照明产品2 CCFL荧光灯的特点 CCFL 基本原理 CCFL基本制程慨要 CCFL对于环境温度及辉度的影响 CCFL灯管导线与高压线的连接 冷阴极荧光灯管的特点 冷阴极荧光灯管的电气特性 冷阴极荧光灯管的使用领域 CCFL冷阴极灯管的构造 玻璃管 硬質玻璃 目前燈管廠最常使用的玻璃 惰性氣體 Ne Ar 混和氣 目的安定電子撞擊水銀分子的速率和降低電極氧化作用 水銀 是CCFL燈管壽命長短有關 電極 電極長短會影響水銀含量多少 對製程方式有關 各种荧光粉化学及色度特性表 顏色化學組成色
2、度 x y 紅色Y2 O3 E u 銪 0 644 0 0030 353 0 003 綠色La 鑭 PO4 Ce 鈰 Tb0 351 0 0030 585 0 003 藍色 Sr锶 Ca鈣 Ba鋇 5 PO4 3 Cl Eu0 152 0 0030 065 0 003 CCFL基本制程概要 1目前生產CCFL燈管廠商使用玻璃管材質分為軟硬質玻璃兩種 1 軟質玻璃是指玻璃管成份內有含有鉛 PbO 而軟化溫度 為615 比重 3 02 也稱為鉛玻璃 2 硬質玻璃是指玻璃管成份內不含鉛 軟化溫度為775 比重 2 25 稱為無鉛玻璃 CCFL灯管制造流程 玻璃管 裁剪 清洗 乾燥 玻璃管塗螢光粉 管
3、端烘焙 玻璃管頸部螢光去除 醋酸丁脂 硝化棉 沾著劑調和 螢光粉 螢光粉調配 玻璃管內螢光粉烘焙 玻璃管小頭電極封口 玻璃管大頭電極定位 鍍鎂絲 玻璃燙珠 電極裁剪 電極焊接 抽真空排氣 氣體洗管 充填氣體 大頭電極封口 管端烘焙 電極高週波激發 加熱 管端退火 燈管特性安定 燈管斷續點燈燃繞機 檢驗特性 燈管引出線整理 電線裁剪 引出線焊電線 燈管套燈帽 電線上端子 包裝 出貨 温度及灰度的影响 灯管导线与高压导线连接方式 一 絞接方式 利用外加C字型 0 9 0 8mm的Cu Ni合金做為鐙管線與導線作連接 優點可以有效控制 連接的厚度 加工快速 缺點必須有精密模具加工 成本高 灯管导线与
4、高压导线连接方式 二 焊接方式 使用Sn Pb加松香作為連接劑 優點 治具便宜 加工方式簡單 缺點 焊點大小不意控 制 焊接溫度不穩定 有可影響玻璃表面特性 可靠性會疑慮 冷阴极荧光灯管的特点 冷阴极 是指无需把阴极加热 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 两种阴极的最大特点是 热阴极可以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CCFL中 常常使用冷阴极 CCFL原理应该是当高压加在灯管两端后 灯管内少数电子高速撞击电极后产生 二次电子发射 开始放电 因为阴极温度较低 所
5、以得名 冷阴极萤光灯管 Cold Cathode Fluorescent Lamp 冷阴极灯是一种新型的 照明光源 由于CCFL灯管具有灯管细小 结构简单 灯管表面温升小 灯管表面 亮度高 易加工成各种形状 直管形 L形 U型 环形等 使用寿命长 显色 性好 发光均匀等优点 冷阴极管的电气特性 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的电气特性和 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
6、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 P P 而当灯管点 亮后 气体会全部电离 灯管内的阻抗会降低至80k 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的伏安特性和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 冷阴极管的重要参
7、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 高压板电路输出端和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的亮度主妻和其工作电流有关 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
8、 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的发光亮度和工作频率有关 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 冷阴极与热阴极荧光灯管的使用
9、领域 热阴极管由于其电极的构造无法小型化 故不适合于细型荧光管 因此 热阴极 管主要应用于高功率的荧光管 一般照明用的荧光管几乎都是这个 冷阴极管由于其具有的细型的特性 主要被用于液晶用背面照明 背光 再 者 最近常可以看到彩色冷阴极管用于汽车等的装饰品 受到大家的瞩目 如果看到 从旁边穿过的汽车中有蓝色或紫色的装饰品 那就是冷阴极管 与热阴极管相比 冷阴极管具有使用寿命长 体积小 功率低等特性 这些特性 被活用于常明灯等 用途日趋广泛 CCFL应用于照明领域 CCFL应用于照明领域的优势 CCFL应用于照明领域时电源需要注意事项 CCFL应用于照明领域时结构方面需要注意事项 CCFL应用于照
10、明领域时制程方面需要注意事项 CCFL应用于照明领域的优势 冷阴极荧光灯为气体放电灯 可充分使电能转换为光能 是国家推 荐的节能环保产品 冷阴极荧光灯管寿命可达5万小时以上 是普通荧光灯管的15 20倍 是金卤灯的5 8倍 显色性好 显色指数最高可达95Ra 灯管的玻璃 采用无铅抗UV玻璃 具有拦截紫外线功能 适用于长时间照明 冷阴极荧光灯管直径为1 8 6 4mm 灯管中汞含量能精确控制 不 超过3 0mg 支 符合国际标准 保护了环境 长度为50 1600mm 可满 足照明所有需求 灯管驱动采用50KHz以上的高频驱动方式 在此高频下具有无频闪 无闪烁的优点 可以防止视觉疲劳 并且光源不会
11、因频繁开关而损坏 开关次数在5000万次以上 使用寿命长 而且光衰小 长时间使用不影 响其照度 CCFL有许多优点 包括 它是优良的白光源 低成本 高效率 光输出和 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 CCFL应用于照明领域时电源需注意事项 冷阴极荧光灯为是利用气体弧光放电产生光的气体放电灯 需要专 门的启动器件或线路才能工作 所以需要配备专门的启动电源设备 根据冷阴极荧光灯当高压加在灯管两端后 灯管内少数电子高速撞 击电极后产生二次电子发射 开始放电的原理 我们需要将市电交流 220V50Hz转换为高压1500 1800V 频率达到4Hz 80
12、KHz才可以启 动冷阴极荧光灯管 整个启动时间大概1 2s 灯管电量后 维持电压只 需要500 800V 此时若电流过大会烧毁灯管 电流过小点亮又难以维持 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 光输出和输入电功率之比 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 CCFL应用于照明领域时结构需注意事项 冷阴极荧光灯管直径为1 8mm 6 4mm 体积小 灯管表面温升小 灯管表面亮度高 易加工成各种形状 直管 U管 M管 环形管等 可满足各种照明产品的需要 冷阴极荧光灯管灯管较细 用于长途运输 时 在结构上需做好足够 的保护 替换使用现有灯具灯头时需要转接工具 CCFL应用于照明领域时制程需注意事项 冷阴极荧光灯管灯管较细 制程时需注意防止折断灯管 转接工具 需选择透视度较好 制程时防止脏污污染转接工具以保证其透视度 冷阴极荧光灯启动时需高压高频 制程时要使用好的绝缘材料 以防制造 及使用过程中出现的触电漏电现象 THANKS
