SERWIS ELEKTRONIKI

a) PZT w obwodzie oscylatora Pierce'a
Q1
+V
+V
RC OSCILLATOR
f~60kHz _
PZT
f RESONANCE =60kHz
PZT
d) Dodatkowe wyprowadzenie trafa PZT
synchronizuje oscylator RC
PZT
Q2 fRESONANCE
=60kHz
2
+V
R
C
LAMP
RESONANCE
FEEDBACK
Zasilacze lamp CCFL w uk³adach podœwietlania ekranów LCD
HIGH VOLTAGE
OUT
LAMP
b) Bardziej efektywne wysterowanie transformatora piezoelektrycznego
+V
+V –
BIAS
1
1
1
Q1
+
+V
c) Stopieñ PUSH-PULL wysterowuje obwód pierwotny trafa PZT
2
RC OSCILLATOR
f~60kHz _
fRESONANCE
=60kHz
PZT
Q2 fRESONANCE
=60kHz
2 +V
R
C
+
–
V BIAS
PZT
fRESONANCE=60kHz
LAMP
e) Idea z dwoma pêtlami sprzê¿enia zwrotnego
+V
Przetwornica
typu STEP-DOWN
LAMP
RESONANCE
FEEDBACK
VREF Regulacja
pr¹du
lampy
LAMP
Alternatywna
pêtla
"feedback'u"
Pêtla
utrzymuj¹ca
na zadanym
poziomie
pr¹d lampy
Pêtla utrzymuj¹ca oscylacje
na "podstawowej" czêstotliwoœci PZT
Rys.7.1. Kilka sposobów wysterowania transformatora PZT.
ni PZT elementem o w³asnoœciach zbli¿onych do kwarcu. Powsta³y
obwód jest zatem oscylatorem Pierce-a. Faktycznie,
uk³ad taki dzia³a, i wysokie napiêcie do lampy jest dostarczane.
Poza tym faktem, uk³ad cechuje szereg wad. Uk³ad mo¿e
pracowaæ jedynie z niewielk¹ moc¹, i energia dostarczana jest
do wyjœcia z niewielk¹ sprawnoœci¹. Kolejne „nieprzyjemne
cechy” wynikaj¹ z faktu, i¿ PZT jako element rezonansowy
cechuje poza podstawow¹ czêstotliwoœci¹ pracy, szereg paso-
¿ytniczych. Zmiany obci¹¿enia jak i zmienne warunki obwodu
sprzê¿enia zwrotnego powoduj¹, i¿ generator „skacze po
czêstotliwoœciach”. Jest równie¿ mo¿liwe, i¿ tak utworzony
obwód pracuje „w kilku trybach” równoczeœnie. Tak naprawdê,
uk³ad z rysunku 7.1a nie by³ realnym kandydatem na uk³ad
zasilacza inwertera DC-AC. Jest to jedno bardzo pouczaj¹ce
„pierwsze podejœcie” do problemu. Dalsz¹ ewolucjê pokazuj¹
rysunki 7.1b,c,d, i e.
Obwód z rysunku 7.1b jest nadal oscylatorem z PZT w pêtli
sprzê¿enia zwrotnego. Jednak tu, przeciwsobny stopieñ totempole
ma znacznie ni¿sz¹ impedancjê wyjœciow¹ co czyni, i¿
PZT wysterowany jest o wiele bardziej efektywnie. Pozosta³e
wady jednak pozostaj¹. „Mode-hop- ping” jest nawet bardziej
dokuczliwy. Spowodowane jest to faktem opóŸnienia w pêtli
sprzê¿enia zwrotnego wnoszonego przez „akustyczny” transport
energii w PZT. Fakt ten powoduje poza znacznym przesuniêciem
fazowym, du¿y b³¹d fazy zmienny wraz z obci¹¿eniem.Uk³ad
pêtli sprzê¿enia zwrotnego nie jest odporny na tego
typu b³êdy, jako ¿e pêtla jest „szerokopasmowa” mimo w¹skiej
charakterystyki samego elementu PZT. Na rysunku 7.1b
zaznaczono tak¿e alternatywny obwód pr¹dowej pêtli sprzê-
¿enia zwrotnego. To opcja nieco lepsza, wymienione wy¿ej
mankamenty jednak pozostaj¹. Kolejnym problemem aktualnym
dla wszystkich uk³adów o charakterze oscylatora rezonansowego
jest start, wzbudzenie drgañ.
Kolejn¹ modyfikacjê uk³adu pokazuje rysunek 7.1c. To nadal
uk³ad typu „oscylator z PZT w pêtli”. Zamiana stopnia totem-pole
na push-pull jest krokiem w dobrym kierunku. Jednak
problemy „nieokreœlonej” fazy, „skakanie po czêstotliwoœciach”
(mode hopping) oraz problemy ze startem pozostaj¹.
Obwód z rysunku 7.1d zachowuje cechy „poprzednika”,
wprowadza jednak istotne nowum. Transformator PZT wyposa¿ono
w kolejne wyprowadzenie, oznaczone na schemacie
„Resonance Feedback”. To wyprowadzenie, precyzyjnie ulokowane
na p³ytce PZT, cechuje „sta³a odpowiedŸ fazowa” niezale¿na
od warunków pracy transformatora. Problem startu tak-
¿e zosta³ za¿egnany. Uk³ad wyposa¿ono w oscylator RC. Jego
czêstotliwoœæ w³asna zbli¿ona jest do oczekiwanej, i podstrajana
w pêtli sprzê¿enia zwrotnego. Na „tym ogniu” „upieczono
dwie pieczenie”. Pêtla sta³a siê w¹skopasmowa, i modehopping
nie jest ju¿ dokuczliwy.
Obwód z rysunku 7.1e zachowuje pêtlê odpowiedzialn¹ za
oscylacje uk³adu jak poprzednik. Wprowadza jednak drug¹
pêtlê ujemnego sprzê¿enia zwrotnego. Jej celem jest stabilizacja
(i regulacja) mocy dostarczanej do lampy CCFL. Pêtla ta
wykorzystuje informacjê o pr¹dzie lampy, parametr mierzony.
Elementem wykonawczym jest przetwornica „Step Down Voltage
Regulator”. Energia dostarczana jest do stopnia push-pull
bez filtracji. „Filtracji” dokonuje w¹skopasmowa charakterystyka
samego elementu PZT. Obie pêtle sprzê¿enia zwrotnego
zaimplementowane w uk³adzie z rysunku 7.1e pracuj¹ zupe³nie
niezale¿nie od siebie i nie zak³ócaj¹ siê. To praca dwu pêtli
SERWIS ELEKTRONIKI 5/2007 11