SERWIS ELEKTRONIKI

obwody kluczowania przetwornicy pracuj¹ synchronicznie ; stopieñ
buck-PWM dosynchronizowuje siê do czêstotliwoœci rezonansowej
push-pull-u (nie odwrotnie jak uk³ady opisane w
punktach 2.5); typowy zakres czêstotliwoœci to 80÷160kHz (czêstotliwoœci
„Royer-a”; oscylator sterownika pracuje na drugiej
harmonicznej).
5.2. Opis struktury i funkcji US
Nó¿ka BUCK. Wyprowadzenie to kontroluje napiêcie piedesta³u
„rezonansowego Royera”. Nie jest to napiêcie sta³e z
uwagi na fakt zasilania „pr¹dowego” current fed. W wêŸle tym
obserwujemy przebieg odpowiadaj¹cy dwupo³ówkowo wyprostowanej
sinusoidy o polaryzacji ujemnej. Z nó¿k¹ t¹ zwi¹zanych
jest kilka funkcji. Dla ka¿dej z nich potencja³em odniesienia
jest napiêcie zasilania V BAT. To, wydawa³oby siê odwrócenie
zasilania zwi¹zane jest z zasilaniem „Royer-a” od strony
jego „ogona”. Tak¿e pracê stopnia zasilacza buck charakteryzuj¹
tu odwrotne polaryzacje ni¿ zwykle. Nale¿y zatem zwróciæ
uwagê na zalety takiej konfiguracji uk³adowej. Pozwala
ona aby kluczem K BUCK by³ tranzystor odniesiony wzglêdem
masy (tzw. Low Side Switch). Mo¿e to byæ zatem tranzystor
npn lub N-FET. Upraszcza siê tak¿e stopieñ jego driver-a.
Co wyprowadzenie BUCK kontroluje? Pod³¹czone s¹ tu 3
komparatory, o progach 1, 7 i 9V (wszystkie wzglêdem plusa
zasilania V BAT). C1 synchronizuje oscylator. Sygna³ synchronizacji
generowany jest gdy napiêcie na obwodzie rezonansowym
Royer-a spada do zera (offset 1 volta jest konieczny ze wzglêdów
technicznych; realizuje jednak pewne przewidywane opóŸnienie
w dalszych stopniach drivera; podobnie jak w uk³adzie
scalonym UC3872; nieco szerszy opis w p.4.2.1). Zauwa¿my,
i¿ napiêcie na obwodzie rezonansowym „przechodzi” przez zero
dwukrotnie za okres oscylacji. Dzielnika po drodze niema, oscylator
pracuje na drugiej harmonicznej obwodu rezonansowego.
Drugi komparator monitoruj¹cy napiêcie na wyprowadzeniu
BUCK, to C2. Jego potencja³ odniesienia to 7V (poni¿ej
V BAT). Aktualnie ¿¹dan¹ wartoœæ nale¿y „dostroiæ” zewnêtrznymi
rezystorami. Komparator C2 rozpoznaje sytuacjê od³¹czenia
lampy, poziom komparacji nale¿y wybraæ zgodnie z zasadami
podanymi w punkcie 4.5. Logika uk³adu UCC3972 jest
o tyle inteligentniejsza (od uk³adu pokazanego w punkcie 4.5),
i¿ reaguje gdy przekroczenie poziomu progowego wyst¹pi 7mio
krotnie. W tym celu 3-bitowy licznik i bramka B1. Jej
wyjœcie ustawia przerzutnik P1. Stan aktywny tego przerzutnika
blokuje sterowanie MOSFET-em PWM. Niech nie myli
symbol sumy (logicznej) bramki B2. Tu obowi¹zuje logika negatywowa,
bramka realizuje funkcjê iloczynu.
Kolejny komparator (C3) obecny jest tylko w uk³adzie scalonym
UCC3973. Dubluje on czêœciowo funkcjê obwodu detekcji
rozwarcia lampy. Monitoruje wêze³ BUCK na napiêcie -
9V (wzglêdem V BAT, i z mno¿nikiem wnoszonym przez dzielnik
R10-R11 (tj. × R10 + R11 / R10). Ten uk³ad protection
monitoruje tak¿e napiêcie obwodu rezonansowego przetwornicy
Royer-a. Gdy sytuacja awaryjna zostanie wykryta uruchamiane
jest Ÿród³o pr¹dowe „wysysaj¹ce” pr¹d z wejœcia feedback.
Wzmacniacz b³êdu nadal monitoruje napiêcie FB na
wartoœæ 1.5V. Napiêcie na wyprowadzeniu tym (z uruchomionym
I CLAMP) zale¿y zaœ od impedancji obwodu zewnêtrznego.
Korekta wnoszona do g³ównego wêz³a pêtli sprzê¿enia
zwrotnego mo¿e zmniejszyæ wspó³czynnik kluczowania tranzystorem
wykonawczym lub zupe³nie go wy³¹czyæ. Materia³y
Zasilacze lamp CCFL w uk³adach podœwietlania ekranów LCD
katalogowe podaj¹ dok³adn¹ charakterystykê Ÿród³a I CLAMP od
napiêcia V BUCK. Dla celów zrozumienia dzia³ania,wystarczy
przyj¹æ, i¿ jest to charakterystyka progowa, i ze sta³ym pr¹dem.
Jak powiedziano wy¿ej, obwód z komparatorem C3 obecny
jest tylko w wersji uk³adu UCC3973.
Chc¹c zaimplementowaæ funkcjê tego zabezpieczenia w zasilaczu
ze scalakiem UCC3972 nale¿y wykonaæ dodatkowy
obwód, pokazany na rysunku 5.4.
"ROYER"
T1
Q2
L1
C5
Q1
V BUCK
D CLAMP
VBAT
Obwód
2 "PROTECT"
SERWIS ELEKTRONIKI 5/2007 5
R8
Zewnêtrzny obwód
"VOLTAGE CLAMP"
R7
R9
D4
Q4
2N3906
4
FB
R3
Obwód
lampy
CCFL
D2
LAMP
Rys.5.4. Dodatkowy zewnêtrzny obwód zabezpieczenia
(dla UCC3972; niewymagany dla UCC3973).
Z uwagi na skomplikowan¹ charakterystykê lampy CCFL obwód
detekcji „open lamp” musi byæ nieaktywny w fazie startu.
Podobnie jak w uk³adzie UC3872 realizowa³a to logika zwi¹zana
z obwodem Soft Start, tu realizuje j¹ logika nazwana MODE
SELECT. Jej dzia³anie jest b. podobne (lecz szersze od soft startu).
Rozpoznaje ona 3 stany. Trzy przedzia³y napiêæ wejœcia
MODE, na którym (podobnie jak w klasycznym obwodzie miêkkiego
startu) „wisi” kondensator, ³adowany wewnêtrznym Ÿród³em
pr¹dowym ; tu o wydajnoœci 20µA. Obwód „Open Lamp
Detect” jest uaktywniony tylko w stanie „trzecim”, gdy napiêcie
wyprowadzenia MODE przekroczy 3V. Nieco wiêcej na temat
logiki Mode Select w dalszej czêœci opisu. W zakresie dotychczas
omówionym nale¿y dodaæ, i¿ jednym z jej funkcji jest sterowanie
kluczem S2 który zamyka lub rozpina drogê sygna³u
wyjœcia komparatora C2 rozpoznaj¹cego stan „Open Lamp”. Jedynie
od wartoœci kondensatora „wisz¹cego” na wyprowadzeniu
MODE zale¿y, jak d³ugo uk³ad pozwoli lampie „startowaæ”. Dla
10µF bêdzie to 1 sekunda. Na rysunku 5.5 pokazano „nieudany”
start lampy. Górny przebieg pokazuje napiêcie w wêŸle V BUCK na
tle napiêcia na wyprowadzeniu MODE (dolny przebieg).
1
2
V BUCK
V MODE
Ch1 5.00V Ch2 2.00V M 250ms Ch1 15.0V
Rys.5.5. Przebieg napiêcia V BUCK oraz na wyprowadzeniu
MODE uk³adu scalonego podczas startu
zasilacza z „otwartym” obwodem lampy CCFL.
R4