【管理精品】采用压电变压器的高效CCFL背光转换器应用(PPT 17)
32页1、采用压电变压器的高效CCFL背光转换器应用,深圳新康鸿信息科技有限公司,中国最大的资料库下载,前 言,在便携设备的背光源中,通常采用降压转换器后接一个推挽逆变器(Royer逆变器)的方法,但其效率低,器件数量多。本文讨论了一种基于压电变压器的高效背景光供电解决方案,采用B3M5168A(全桥控制器)和康鸿压电变压器MPT3006A50L0来实现。,中国最大的资料库下载,Portable DVD与Portable Display,Car DVD,LCD TV,PDA、互联网手持设备和笔记本电脑等便携设备的发展速度非常快,这进一步提高了市场对 冷阴极荧光灯(CCFL)背景光转换器的需求。通常,在这些应用中使用一个降压转换器后接一个推挽逆变器(Royer逆变器)的方法,但在便携应用中这种方法效率低,温升高,适应性差。,中国最大的资料库下载,压电变压器(PZT)的应用优势,传统方案上,CCFL所需要的高运行电压和高激发电压是由高匝数比绕线式磁性变压器来提供。压电变压器(PZT)的应用为背景光应用提供了许多潜在的优势,包括效率更高、体积更小、电磁噪声更低、可得到的激发电压更高、不可燃和正弦运行等
2、。 CCFL通常作为笔记本电脑和便携电子设备的彩色液晶显示(LCD)的背景光源,CCFL是目前最高效的显示器背景照明光源。由于点亮CCFL需要高交流电压,所以需要高压DC/AC逆变器。基于PZT的逆变器可以提供正弦输出电压,这非常有助于减小RF辐射。RF辐射可能干扰其它电子设备,并可能降低整个系统的运行效率。另外,基于PZT的逆变器所产生的正弦激励还可以在CCFL中产生最优的电流到光的转换效率。,中国最大的资料库下载,用于背景光转换器的变压器,磁性变压器和压电变压器的发展使我们可以构造出高效、小 体积转换器。变压器的选择取决 于多种因素,其中包括成本、体积和效率。例如,同PZT变压器相比,在一个给定的功率水平,磁性变压器可能更厚、更重且效率更低,但它具有成本低,而且可以在更宽的负载条件下工作的优点。PZT变压器具有固有的正弦运行特性、高激发电压、不可燃和无电磁噪声的优点。磁性变压器和压电变压器的比较见下页图表所示。,中国最大的资料库下载,康鸿压电变压器与绕线(电磁)式变压器的对比,中国最大的资料库下载,PZT变压器的工作特性(1),PZT变压器的材料和工艺决定了它们的的工作特性,而每一
3、个制造商都有它们独特的材料和结构层的“配方”,制造PZT的常用材料是锆酸铅和钛酸铅。单层PZT成本较低并易于制造但电压增益比较小(典型值为510),并可能需要一个升压磁性变压器才能使灯具运行。多层PZT的设计制造难度更大,但具有更高的电压增益(2070)。,中国最大的资料库下载,PZT变压器的工作特性(2),如图为一个用于CCFL供电的典型长模式PZT。该压电变压器包含一些用于能量转换的长方形压电陶瓷层,还带有一对初级电极(用于输入)和一对次级电极(用于输出)。输入到初级电极的电信号以压电方式转换成机械震动,这些机械震动传送到陶瓷层的次级,在那里的机震动以压电方式转换成一个高电平输出。整个转换过程只消耗很少的能量。,中国最大的资料库下载,PZT的电路模型,如图所示的电路模型通常用于描述长模式PZT在基本谐振频率附近的性能。许多PZT制造商都基于在各种频率和输出负载下的测量结果提供该模型的元件值,具体元件值取决于PZT的构造。初级电极的多层结构和材料电介质常数形成了一个大的主级输入电容(Cinput)。由于次级的单层结构和主级电极和次级电极之间的距离,输出电容要小很多。,压电变压器的等效
4、电路,中国最大的资料库下载,PZT对变压器的等效电路特性,如下图显示了康鸿MPT3006A50L0变压器增益(Voutput/in)相对于输出负载和频率的特性关系曲线。这个PZT对变压器等效电路的等效元件值分别为如下表 电变压器等效电路特性,100,KH某种规格变压器升压比之频率特性,中国最大的资料库下载,如上图所示,在无负载条件下陶瓷变压器提供高Q值和增益,并产生高激发电势。一旦荧光灯激发之后,变压器则带有了负载。负载引起变压器增益下降和谐振频率移动。为实现在一个单向控制电路下激发并运行荧光灯,压电变压器通常工作在谐振峰的右侧。,中国最大的资料库下载,变频控制系统,如图给出了一个基于PZT的背景光转换器的简化功能图。PZT由一个幅度正比于输入电压的谐振功率级驱动,它提供驱动荧光灯所需要的电压增益。围绕着误差放大器形成了一个控制环,误差放大器把平均荧光灯电流同参考信号(REF)相比较,以便于对荧光灯的光强度进行调节。控制电压Vc驱动用来确定谐振功率级的运行频率的压控振荡器(VCO)。 VCO的频率范围必须包含PZT的激发和运行频率。降低这个可编程的频率范围可以改善反馈回路的控制响应。例
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