CCFL inverter - CCFL inverter
En CCFL inverter er en elektrisk inverter som leverer vekselstrøm til en kald katode fluorescerende lampe (CCFL). CCFL brukes ofte som billige lysenheter i elektriske enheter som drives av likestrømskilder som batterier . CCFL-omformere er små, har overgangseffektivitet over 80% og tilbyr justerbar lysutgang. De brukes mye til bakgrunnsbelysning for LCD-skjermer , eller til bakbelysning i reklameskilt.
Historie
Når det gjelder inverterkretsen til en kald katodefluorescerende lampe, har en krets av resonanstype blitt mye brukt. Dette blir noen ganger referert til som " Royer-kretsen ". Den riktige definisjonen av Royer-kretsen krever imidlertid at inversjonen av en koblingsoperasjon utføres i en tilstand der transformatoren er mettet. En inverterkrets som utfører inversjonsoperasjonen ved å benytte resonans i kollektorkretsen til en transistor, blir fortrinnsvis referert til som " Baxandall-omformeren ", til forskjell fra en ekte Royer-krets. Multilevelomformerne er i utgangspunktet klassifisert i tre topologier, nemlig den flygende kondensatoromformeren, den diode klemmede omformeren og den kaskade H-broomformeren. Alle topologiene har samme egenskap til å redusere harmonene. Den kaskade har ulempen å trenge separate likestrømskilder, men kretsoppsettet er kompakt, og spenningsdelingsproblemet er fraværende.
De tidlige designene av en inverterkrets for en kald katode-fluorescerende lampe benyttet ikke resonansmetoden til en sekundær krets i det hele tatt. I stedet ble den såkalte lukkede magnetiske kretstransformatoren som hadde en liten lekkasjeinduktans, brukt som en opptrappingstransformator. Lekkasjeinduktansen var slik at den reduserte utgangsspenningen på sekundærsiden av transformatoren. Siden dette ikke var ønskelig, måtte det gjøres så lite som mulig.
Fordi resonansfrekvensen til den sekundære sidekretsen til transformatoren i de tidlige designene ble bestemt for ikke å ha noe forhold til driftsfrekvensen til inverterkretsen, ble resonansfrekvensen satt til en mye høyere frekvens enn frekvensen til inverterkretsen. Dette reduserer invertererkretsens innflytelse på driftsfrekvensen. En ballastkondensator Cb er viktig for stabilisering av lampestrømmen.
Et annet design for inverterkretsen til en kald katodefluorescerende lampe er vist i figuren av “CCFL Inverter circuit of the past generation of technology”. Den brukes ikke lenger.
Den nyere inverterkretsen ble oppfunnet av Hitachi electronics i Japan. Den har blitt brukt over hele verden som den såkalte tre ganger eller tredje harmoniske resonanskretsen, vist i figuren som "avansert teknologi". Resonansfrekvensen til den sekundære sidekretsen er tre ganger så stor som den primære siden. En trinn-opp transformator med større kortslutningsinduktansverdi er egnet for bruk i dette tilfellet.
Transformatoren som faktisk brukes i den såkalte tre ganger resonanskretsen har en flat form. Selv om den magnetiske banestrukturen er lukket, er lekkasjen av den magnetiske strømmen betydelig mer enn den for den konvensjonelle typen. Transformatoren har derfor en større kortslutningsinduktansverdi. Utformingen (se figuren til "tidligere generasjon av teknologi") er slik at kortslutningsinduktansverdien til trinn-opp-transformatoren økes til en viss grad, hvorved en resonanskrets skapes av kortslutningsinduktansen (Lsc i figurer) og en kapasitansekomponent oppnådd på sekundærsiden av opptransformatoren. Resonansfrekvensen til kretsen er satt til en frekvens tre ganger så høy som driftsfrekvensen til inverterkretsen for å generere en tredjeordens harmonisk i sekundærsidekretsen. Lampens nåværende bølgeform har en trapesform. Ballastkondensatoren Crb fungerer også som en resonanskondensator. Som et resultat blir konverteringseffektiviteten til inverterkretsen betydelig forbedret, og trinntransformatoren blir ytterligere miniatyrisert.
I den siste kretsdesignen som vises, fungerer både primær- og sekundærsiden av kretsen nær samme fundamentale frekvens. Dette begynte å bli implementert mye i ca 1996, og har i stor grad bidratt til miniatyrisering og høyere effektivitet av inverterkretsen som brukes i en bærbar PC.
Kortslutningsinduktansverdien til trinntransformatoren økes ytterligere fra den tredobbelte resonansdesignen. Kapasitanskomponenten i den sekundære sidekretsen økes også.
Neste generasjon inverterteknologi for CCFL Lighting er den nåværende resonans- typen inverterkrets. Resonansstrømmen som forårsaker på sekundærsiden av transformatoren, bytter direkte den primære siden av transformatoren gjennom koblingstransistoren. Det forenkler kretsen og forbedrer effektiviteten.
Se også
Eksterne linker
- Skjematisk omformer for bærbar PC
- Jim Williams , "En fjerde generasjon av LCD-bakgrunnsbelysningsteknologi: Komponent- og måleforbedringer forbedrer ytelsen" , Lineær teknologiapplikasjonsnotat 65, november 1995.
- Beskrivelser av gjeldende modus resonansomformerkrets for utladningslampe for CCFL-belysning.
Referanser
- ^ Royer Oscillator Circuit US patent 2783384
- ^ PJ Baxandall, " Transistor Sine-Wave LC Oscillators ", International Convention on Transistors and Associated Semiconductor Devices , 25. mai 1959, fig 5, s. 751