SERWIS ELEKTRONIKI

Modulator
szerokoœci
impulsów
Poprawione rozwi¹zanie z rys. (b) zawieraj¹ce obwód
c) utrzymuj¹cy drgania stopnia Royer`a
Przebieg jak na rysunku 2.8b
Obwód niepozwalaj¹cy
na zupe³ne wy³¹czenie
przetwornicy Royer'a
–
+
Rys. 2.8. Alternatywne metody regulacji mocy przetwornicy
Royer`a
Pr¹d lampy kontroluje komparator C1, w obrêbie którego widzimy,
nie ujemne, a dodatnie sprzê¿enie zwrotne. Powoduje ono
histerezê, po której „biega” uk³ad. Rozwi¹zanie z rys. 2.8a jest
„pierwszym podejœciem” do problemu, i niema szans na praktyczn¹
realizacjê. Czêstotliwoœæ pracy klucza K1 nie jest jednoznacznie
zdefiniowana, jest zmienna i nale¿y siê spodziewaæ
czêstotliwoœci zbyt niskiej.
Modyfikacj¹ uk³adu jest rysunek 2.8b. Uk³ad pracuje jako
przetwornica typu „current mode” (nie current fed). Objêty
jest dwoma pêtlami sprzê¿enia zwrotnego. Pêtla napiêciowa
(mimo, i¿ kontroluje pr¹d lampy) nadzoruje pracê pêtli pr¹dowej.
Kluczowym elementem tej pêtli jest niskoohmowy rezystor
R S. Elementy R1-C1 stanowi¹ce lokaln¹ pêtlê feedback-u
w obrêbie wzmacniacza W2 realizuj¹ charakterystykê, która
nie nad¹¿a za chwilow¹ wartoœci¹ pr¹du „ogona” przetwornicy
Royer-a. Nad¹¿a za wartoœci¹ œredni¹, a ta utrzymywana
jest na zadanym poziomie (zadanym przez pêtlê napiêciow¹)
przez regulacjê typu PWM. Stopieñ Royer-a jest zatem pobudzany
do pracy ze sta³¹ czêstotliwoœci¹, lecz ze zmiennym
wspó³czynnikiem wype³nienia.
Uk³ad z rys. 2.8b cechuje nadal istotna wada, ka¿¹ca lampie
ci¹gle startowaæ. Modyfikacja z rys. 2.8c ma omin¹æ ten
problem. Sygna³ PWM steruje prac¹ uk³adu jak poprzednio,
jednak dodano obwód utrzymuj¹cy przetwornicê „przy ¿yciu”.
Idea polega na tym, aby nie wy³¹czaæ lampy, lecz zmniejszyæ
jej moc na tyle, by nie wygas³a. W sposób obrazowy pokazuje
to oscylogram na rys. 2.8c. W uk³adzie z rys. 2.8c dodano tak-
¿e cz³on korekcyjny poprawiaj¹cy regulacjê uk³adu wzglêdem
napiêcia zasilania. Cz³on „Supply Correction” „wchodzi”
wprost na g³ówny wêze³ feedback-u napiêciowej pêtli sprzê-
¿enia zwrotnego. Czy problem jest za³atwiony? Czy uk³ad z
rysunku 2.8c jest optymaln¹ konfiguracj¹ inwertera CCFL?
Badania uk³adu laboratoryjnego dowiod³y, i¿ zasilacz (pokazany
na rys. 2.8c) ma ekstremalnie du¿¹ sprawnoœæ, osi¹gniêto
94%. Mimo to, daje mniej „œwiat³a” ani¿eli mniej sprawna prze-
+V
LAMP
Rezystor
niskoohmowy
–
+
Zasilacze lamp CCFL w uk³adach podœwietlania ekranów LCD
Obwód
korekcyjny
+V
+V
twornica, uk³ad bazowy z rysunku 2.2. Winna jest, nadal niekorzystna
„obwiednia sygna³u” (tzw. crest factor). Dla osi¹gniêcia
maksymalnej sprawnoœci w samej lampie (tak¿e optymalne warunki
dla ¿ywotnoœci lampy) nale¿y sterowaæ j¹ w sposób ci¹g³y pr¹dem
sinusoidalnym. Mimo to, rozwi¹zania bazuj¹ce na idei pokazanej
na rysunku 2.8 stosowane s¹ w praktyce.
2.5 Synchronizacja przetwornicy „Royer” oraz
„buck” zasilacza
W punkcie 2.2 wyjaœniono, i¿ oba fragmenty zasilacza kluczuj¹
zupe³nie asynchronicznie. Nie jest to sytuacja korzystna,
a czasem niedopuszczalna. Restrykcje zwi¹zane z zak³óceniami
oraz zwykle dokuczliw¹ interferencj¹, wymagaj¹ pracy synchronicznej
wszystkich fragmentów uk³adu mog¹cych byæ Ÿród³em
zak³óceñ. Synchronizacjê zasilacza buck jest ³atwo zrealizowaæ,
dla LT1172 najproœciej to zrobiæ na wejœciu Vc jak
pokazuje rysunek 2.9.
+V
Do "ogona" obwodu Royer'a
1N5818
VSW LT1172
V C
L2 50µH
Ma³a wartoœæ
L2 skutkuje
synchronizacj¹
obwodu Royer'a
2k
Q1
Synchronizacja
LT1172 poprzez
wyprowadzenie
3k
+
2µF
V
COMPENSATION
Inpuls
synchronizuj¹cy
Rys. 2.9. Synchronizacja przetwornicy LT1172 oraz
obwodu Royer`a
Jednak, to nie rozwi¹zuje sprawy. Jak zapewniæ synchroniczn¹
pracê uk³adu Royer-a i LT1172? Zastosowanie stosunkowo
ma³ej indukcyjnoœci L2 spowoduje, i¿ Royer (w pewnym
w¹skim zakresie) dosynchronizuje siê. Kolejne rysunki pokazuj¹
inne rozwi¹zanie tego problemu.
Przed ich analiz¹, nale¿y stwierdziæ fakt natury ogólnej.
Synchronizacja odbywa siê od strony przetwornicy buck do
Royer-a. Lecz Royer to uk³ad rezonansowy. Jego synchronizacja
oznacza pozbawienie uk³adu tej cennej cechy. To prawda,
inne rozwi¹zanie problemu poka¿emy w punktach 4 i 5
przy zupe³nie innej rodzinie sterowników lamp CCFL. Bêd¹c
przy bie¿¹cej rodzinie przetwornic nale¿y stwierdziæ, i¿ optymalizacja
jest mo¿liwa odpowiednio dobieraj¹c elementy obwodu
rezonansowego, aby zgodnoœæ czêstotliwoœci wystêpowa³a
dla optymalnie ustawionej jaskrawoœci ekranu. Mimo to,
sprawnoœæ przetwarzania energii „ucierpi” o kilka procent.
W dalszej czêœci bie¿¹cego punktu rozwa¿ymy kolejne mutacje
bazowego uk³adu (z rysunku 2.2) zapewniaj¹ce pracê synchroniczn¹
(i synchronizowan¹). }
c.d.n.
SERWIS ELEKTRONIKI 1/2007 11