《電子技術(shù)應(yīng)用》
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DS3984/DS3988變壓器匝數(shù)比的選擇

2009-01-15
作者:美信公司

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??? DS3984和DS3988是多通道的冷陰極熒光燈(CCFL)控制器。這些控制器采用推挽式驅(qū)動架構(gòu),,可將直流電源電壓轉(zhuǎn)換成為驅(qū)動CCFL燈管所需的高壓交流波形,。圖1給出了這種驅(qū)動架構(gòu)的示意圖。

圖1. DS3984/DS3988 CCFL驅(qū)動示意圖


圖1. DS3984/DS3988 CCFL驅(qū)動示意圖

??? 控制器的每一個通道驅(qū)動兩個邏輯電平控制的N溝道MOSFET,這兩個MOSFET分別連接在升壓變壓器初級的兩端和地之間。變壓器初級線圈的中心抽頭接直流電源??刂破鬏喠鞔蜷_兩個MOSFET,從而在變壓器次級產(chǎn)生一個高壓交流波形,。

??? 在推挽式驅(qū)動架構(gòu)設(shè)計(jì)中,,設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是正確選擇變壓器匝數(shù)比。對于給定的燈管工作電流,,變壓器匝數(shù)比與CCFL燈管電壓成正比,,與直流電源電壓成反比,如下式:

式1.



??? 對于給定的直流電壓,,較高的CCFL燈管工作電壓需要較大的變壓器匝數(shù)比,。對于特定的CCFL燈管,較高的直流電壓需要較小的變壓器匝數(shù)比,。CCFL燈管的工作電壓與燈管直徑,、長度等因素有關(guān)。燈管直徑越小,、燈管越長,,所需要的工作電壓越高。

?? 沒有一個精確的公式可以用來計(jì)算變壓器匝數(shù)比,。表1列舉了一些不同CCFL燈管所需的變壓器匝數(shù)比的經(jīng)驗(yàn)值,。從表中可以看出,變壓器匝數(shù)比隨著直流電壓的升高而減小,,隨著CCFL燈管工作電壓的減小而減小。



表1. 不同CCFL燈管對應(yīng)的變壓器匝數(shù)比

Nominal DC
Supply Voltage2
Lamp 1
2.4mm x 438mm
830 ~ 890 Vrms1
Lamp 2
2.2mm x 258mm
540 ~ 600 Vrms1
Lamp 3
2.0mm x 218mm
440 ~ 490 Vrms1
5V 80:1 70:1 65:1
6V 75:1 65:1 60:1
7V 70:1 60:1 55:1
8V 65:1 65:1 50:1
9V 60:1 50:1 45:1
10V 55:1 45:1 40:1
11V 50:1 40:1 36:1
12V 45:1 36:1 32:1
13V 40:1 32:1 30:1
14V 38:1 30:1 28:1
15V 36:1 28:1 26:1
16V 34:1 26:1 25:1
17V 32:1 25:1 24:1
18V 30:1 24:1 23:1
19V 29:1 23:1 22:1
20V 28:1 22:1 21:1
21V 27:1 21:1 20:1
22V 26:1 20:1 19:1
23V 25:1 19:1 18:1
24V 24:1 18:1 17:1


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??? 注:1. 燈管在5mArms工作電流下的工作電壓
??????? 2. 假設(shè)電壓波動為±10%,。

??? 用戶可以參考表1,,選擇合適的匝數(shù)比。例如,,當(dāng)電源電壓為24V時,,為驅(qū)動額定工作電壓為800V的CCFL燈管,,首先參考表1中一個相似的燈管選擇變壓器匝數(shù)比。表1所列的2.4mm x 438mm的燈管和此目標(biāo)燈管最接近,,可以選擇24:1的匝數(shù)比,。為滿足燈管要求,控制器能夠自動調(diào)整,,因此,,實(shí)際匝數(shù)比允許±15%的波動。

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設(shè)計(jì)技巧:

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??? 在估算變壓器匝數(shù)比時,,通常建議選擇稍大一些的匝數(shù)比,。當(dāng)變壓器匝數(shù)比稍大時,控制器會通過減小MOSFET占空比進(jìn)行調(diào)整,;但當(dāng)變壓器匝數(shù)比太低時,,燈管可能會無法啟動。

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??? 一旦選定了變壓器匝數(shù)比,,就要在工作電壓范圍和溫度范圍內(nèi)對目標(biāo)燈管進(jìn)行測試,。應(yīng)該測量MOSFET柵極驅(qū)動引腳(GA和GB)的占空比。如果燈管和變壓器設(shè)計(jì)吻合,,占空比應(yīng)該在25%到35%范圍內(nèi),。

定義:變壓器匝數(shù)比

??? 本應(yīng)用筆記對變壓器匝數(shù)比的定義為:次級線圈圈數(shù)和兩個初級線圈圈數(shù)之和的比值。例如,,一個50:1的變壓器可能由2100圈的次級線圈和兩個21圈的初級繞組組成[2100/(21+21) = 50],。



??? 除了變壓器匝數(shù)比,表2還列舉了其他一些重要的變壓器參數(shù),。詳細(xì)資料可以參考DS3984和DS3988的數(shù)據(jù)資料,。


表2. 變壓器關(guān)鍵參數(shù)

Parameter Test Condition Min Typ Max Unit
Frequency 40 ? 80 Khz
Output Power ? ? ? 6 W
Output Current ? ? 5 8 mArms
Primary DCR center tap to one end ? 200 ? mohms
Secondary DCR ? ? 500 ? ohms
Primary Leakage ? ? 12 ? μH
Secondary Leakage ? ? 185 ? mH
Primary Inductance ? ? 70 ? μH
Secondary Inductance ? ? 500 ? mH
Secondary Output Voltage 100ms minimum ? 2000 ? Vrms
Secondary Output Voltage continuous ? 1000 ? Vrms

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