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LCD背光照明CCFL罗耶(Royer)谐振改换器规划

  等便携式电子科技类产品的小尺度彩幕的背光照明中,早已是LED(尤其是白光LED)的统一天下。可是,在笔记本电脑、)的霸主位置迄今仍不行震憾。现在,LED价位居高不下,而且在大尺度LCD中作为背光源运用的数十颗甚至数百颗LED的亮度仍不均匀,即使是同一厂家甚至是同一基片上出产的LED在恒流或恒压下作业,其亮度也不一致。这在银行和交通等一般大屏幕LED显示屏背光照明运用中是答应的,但用于LCD彩电和LCD台式电脑等高端产品的背光照明,则是不行接受的。因而,在最近两三年之内,LED不行能抢占,现在尚不能下结论。但极具可能性,是因为LED的开展常常出乎人们的预期轨道。

  CCFL灯管长度一般为十几厘米到几十个厘米,并具有直管形、圆弧形、U形和直角(L)形等多种形状,而CCFL灯的管径仅几个毫米,类似于霓虹灯。CCFL的阴极是一个涂有发射资料的金属筒,而且每个阴极一般只要一个引出端,这与荧光灯双引脚装备是不同的。CCFL玻璃管内充有汞和氖氩混合气体,内管壁涂有一层三基色荧光粉,发光原理与荧光灯是相同的。

  因为CCFL与荧光灯的物理结构不同,电气特性必就不相同。CCFL作业电流仅为2~8 mA,比荧光灯作业电流小10倍甚至100倍。CCFL灯电压一般为250~700 V(有效值),而荧光灯作业电压仅约60~110 V。CCFL的触发发动电压为800~1700 V(有效值),与荧光灯根本适当。

  因为CCFL灯管细而较短,因而其抗轰动和抗冲击才能较强,惯例运用的寿数长达20 kh,耐点灭功用达10万次以上。近几年呈现的外部电极荧光灯(EEFL)的功用更佳,并有望替代CCFL。

  在电光源职业,一般将CCFL电子镇流器称为CCFL电子变压器。在LCD背光照明运用中,一般会用3~28 V的直流供电,因而,CCFL不行能运用工频(50/60 Hz)变压器来配套作业。当CCFL作为LCD背光照明光源(即背光灯)时,其电子镇流器的主电路为DC/AC逆变器。但DC/AC逆变器输出端有必要衔接一个高频升压变压器,来为CCFL供给足够高的触发和作业电压。一起,CCFL电子镇流器还应供给调光功用。

  CCFL的驱动电路均采取了专用IC操控。CCFL逆变器电路主要有半桥、全桥和推挽三种类型,选用率份额约为1:3:6,以推挽拓扑为主。推挽电路结构一般需用两个开关,本钱较低,作业功率较高,但功率晶体管所接受的电压也较高。

  适用于推挽拓扑结构的CCFL操控器有单通道、双通道、四通道和八通道等,每个通道可驱动一根到4根CCFL。飞兆半导体推出的FAN7548背光操控器选用20引脚SSOP封装,含有两个通道,适用于Buck+Royer拓扑,可支撑模仿与数控调光,一起可供给灯开路调理与维护。

  选用FAN7548的CCFL双通道电子镇流器电路如图1所示。图中,10.8~13.2 V电源从FAN7548的VCC脚施加,并经过脚CSS上的电容C10完成软发动。主振荡器频率由OSC1上的R9/C9和OSC2上的R17/R18决议,其值为Royer谐振腔频率的2倍。而各通道上的主电路是一个由P沟道MOSFET(M1)、VD1和L1等组成的降压(Buck)级和这以后的一个由VT1、VT3与变压器T1初级与辅佐绕组等组成的谐振Royer功率改换器组成。Buck改换器输出端上的电阻分压器R27/R29用作感测灯开路电压,并从IC脚OLR1输入以履行灯开路调理。CCFL低压端和地之间的R10/C16、R11/C15及VD6、VT5等组成了灯开路检测电路。R26/VD9、R12/VD5及R20、R22和C28等组成灯检测反应电路。IC引脚BDIM能够施加数控调光信号,该脚的1.75 V操控电压对应CCFL的最大亮度(100%)。引脚ADIM上的操控电压能轻松完成模仿调光,该脚上的2.5 V电压对应于CCFL的最大亮度。

  功率改换级电路的作业频率由T1初级绕组电感Lp、谐振电容C4和T1次级绕组的反射阻抗一起决议。T1次级电抗由电容C1/C3和CCFL灯负载以及分布电容决议。C4和T1初级绕组(带中心抽头)组成的谐振功率级电路的谐振腔,可发生正弦电压。VT1和VT3的脉冲占空比为50%,反应驱动电压来自T1的辅佐绕组(即引脚1与6之间的绕组)。为避免各级电路频率相互影响,FAN7548的频率应与Buck级和Royer功率级的频率坚持同步。

  当Buck改换器开关的占空比D最小时,作业频率为最小值fmin(设定在100 kHz),而改换器输出电压为最大值Vo(buck)(设置在7.36 V),此刻的开关截止时刻最长。而其最长关断时刻为:

  若经过电感L1的纹波电流低于最大均匀电流IL(max)的50%,且Buck级电路的功率y=90%,则Buck级的最大DC输出电流IL(max)为:

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