SERWIS ELEKTRONIKI

Zasilacze lamp CCFL w uk³adach podœwietlania ekranów LCD
rów w ka¿dych warunkach pracy i przy za³o¿eniu najgorszego
(najni¿szego) h FE. Optymalny projekt to dobór R B w uk³adzie
pomiaru mocy (w nominalnych warunkach pracy zasilacza,
przy minimalnym napiêciu wejœciowym).
Taki sposób postêpowania jest nie technologiczny i nie stosowany.
Jednak, w pracach serwisowych polegaj¹cych na wymianie
tranzystorów-kluczy, nad wartoœci¹ R B warto siê „chwilê
zatrzymaæ”. Aczkolwiek wp³yw R B na sprawnoœæ przetwornicy
wi¹¿e siê z warunkami pracy kluczy, moc tracona w samym
rezystorze nie jest zaniedbywalna. Wartoœæ rezystora nale¿y
dobraæ dla minimalnej wartoœci napiêcia wejœciowego, zaœ moc
nale¿y kalkulowaæ dla maksymalnej wartoœci tego napiêcia.
Dlatego te¿ istotnym jest, aby za³o¿enia projektowe nie by³y
szersze od zakresu faktycznie potrzebnego. Koñcz¹c te rozwa¿ania
zauwa¿my i¿, napiêcie na R B jest praktycznie równe
napiêciu na pe³nym stopniu konwertera Royer-a.
Rezystor R S. To g³ówny element pêtli sprzê¿enia zwrotnego,
i jego wartoœæ jest oczywiœcie istotna. Szczegó³y projektu
zale¿¹ od sposobu regulacji jasnoœci lampy. W najprostszym
przypadku, gdy R S jest elementem regulowanym obliczenie
jego wartoœci nie jest trudne, wymaga przeliczenia wartoœci
RMS na œredni¹ „obciêtej” jednopo³ówkowo sinusoidy (mo¿na
potraktowaæ jako ciekawe zadanie z elektrotechniki). Jako
¿e, obwód wzmacniacza b³êdu kontroluje wartoœæ napiêcia z
R S (uœrednion¹) na 1.5V, moc wydzielana w tym rezystorze
jest odwrotnie proporcjonalna do jego wartoœci.
Nieco trudniejszym zadaniem jest dobór rezystora szeregowego
(R3 na schemacie z rysunkiem 5.1). W aplikacji z
UCC3972 wyznacza on parametry dynamiki pêtli (i to nie jest
trudne zadanie). W aplikacji z UCC3973 (patrz opis p.5.2)
wyznacza on dodatkowo impedancjê zewnêtrzn¹ dla obwodu
zabezpieczenia over voltage.
Kolejnym elementem, któremu chcemy przyjrzeæ siê bli-
¿ej jest klucz przetwornicy BUCK. Dziêki konfiguracji sprawiaj¹cej,
i¿ to „Low Side Switch” mo¿na tu zastosowaæ MOS-
FET-a z kana³em typu N. Przy wyborze tranzystora nale¿y rozwa¿yæ
zarówno straty mocy w fazie w³¹czenia klucza jak i straty
wynikaj¹ce ze stanów dynamicznych prze³¹czania. Parametry
R DS-ON oraz ³adunek który nale¿y doprowadziæ i odprowadziæ
z bramki w czasie ka¿dego cyklu kluczowania, s¹ na ogó³ we
wzajemnej sprzecznoœci. Tzn. wybieraj¹c tranzystor ze zoptymalizowanym
jednym parametrem, p³acimy cenê pogorszenia
drugiego. W projekcie na który powo³uje siê niniejszy opis
wykorzystano tranzystor IRFL014 firmy International Rectifier;
R DS-ON = 0.2Ω, ³adunek bramki = 11nC, ma³a obudowa
SOT-223. £adunek 11nC dostarczany z czêstotliwoœci¹ 100kHz
skutkuje pr¹dem 1.1mA. To wartoœæ zupe³nie akceptowalna.
£atwo jednak przeoczyæ (drugorzêdny wprawdzie) skutek tego
pr¹du. W aplikacji z napiêciem zasilania przekraczaj¹cym 18V
trzeba dobraæ rezystor na wyprowadzeniu V BAT. Obliczaj¹c
wartoœæ tego rezystora, nale¿y owo 1.1mA dodaæ do specyfikowanego
w katalogu pr¹du czerpanego przez sterownik, max.
1.5mA. Dobór rezystancji R VDD w aplikacji z szerokim zakresem
zasilania przetwornicy jest nieco k³opotliwy. W dolnym
zakresie zasilania (w prezentowanym przyk³adzie 4.5V) R VDD
nadal zbija napiêcie zgodnie z iloczynem pr¹du i rezystancji.
Rozs¹dnym kompromisem jest poœwiêcenie mocy wydzielanej
w stanie „wysokiego” zasilania (prawdopodobnie uk³ad
wtedy pracuje z zewnêtrznym zasilaczem) na koszt warunków
pracy z napiêciem w dolnej granicy napiêcia akumulatora.
8 SERWIS ELEKTRONIKI 5/2007
Kolejnym krytycznym elementem projektu jest indukcyjnoϾ
L BUCK. Zasady doboru s¹ takie same jak podano w punkcie
opisuj¹cym zasilacz ze sterownikiem UC3871/72, mimo
odwrotnej konfiguracji zasilania.
5.5. Sposób regulacji jasnoœci lampy CCFL w zasilaczu
ze sterownikiem UCC3972
Rysunki 5.6a,b,c pokazuj¹ kilka technik regulacji jasnoœci
lampy w zasilaczu z kontrolerem UCC3972 (3973).
a) potencjometr
CBALLAST
Lampa
Uzwojenie
RADJ wtórne
transformatora
D1
b) sygna³em PWM
VX
0V
CBALLAST
Lampa
Uzwojenie D1
wtórne
transformatora
V X
0V
VX
RL
Ci¹g
impulsów
PWM
R2
RFB
FB
–
ciemniej +
jaœniej
COMP
1.5V
Obwód komparatora,
wzmacniacza b³êdu
i zarazem filtru
dolnoprzepustowego
ciemniej
jaœniej
R3
FB
R =const=R1
SENSE
1.5V
C FB
lub regulowane
napiêcie DC
–
+
C FB
COMP
c) "Low Frequency Dimming" w³¹czaj¹c/wy³¹czaj¹c
lampê z czêstotliwoœci¹ przekraczaj¹c¹ percepcjê
wzroku
Obwód podobny jak na rys. (b), lecz
sygna³ PWM jest na tyle silny, ¿e
0V
CBALLAST
VX
ON
wy³¹cza zasilacz
OFF
RFB
FB
C FB
Lampa
Uzwojenie D1
wtórne
transformatora
R1
DLFD
RLFD
1.5V
COMP
ON OFF ON
Sygna³ LFD
ON-lampa œwieci LFD=L ON
OFF-lampa nie œwieci LFD=H OFF
Rys.5.6. Trzy sposoby regulacji jasnoœci lampy CCFL.
Regulacja pokazana na rys.5.6a jest najprostsza. Spotkamy
siê z ni¹ najrzadziej z uwagi na koniecznoœæ stosowania
potencjometru. Taka regulacja niesie wiêcej k³opotów ani¿eli,
na pierwszy rzut oka mo¿na siê tego spodziewaæ. Zmienny rezystor
próbkuj¹cy w pêtli sprzê¿enia zwrotnego skutkuje tak-
¿e zmiennym wzmocnieniem w zamkniêtej pêtli regulacji. Stabilnoœæ
pêtli musi byæ zapewniona dla najgorszego przypadku.
Nic dziwnego, ¿e dla warunków nominalnych charakterystyka
pêtli nie bêdzie optymalna. Nieco szerzej problem ten
omówiono w p.2.3 i 4.3.3.
Rysunek 5.6b pokazuje regulacjê sygna³em PWM (lub sta-