CCFL inverter - CCFL inverter
En CCFL inverter er en elektrisk inverter, der leverer vekselstrøm til en kold katode fluorescerende lampe (CCFL). CCFL'er bruges ofte som billige lysenheder i elektriske apparater, der drives af jævnstrømskilder såsom batterier . CCFL-omformere er små, har overgangseffektivitet over 80% og tilbyder justerbar lysudgang. De bruges i vid udstrækning til baggrundsbelysning til LCD-skærme eller til bagbelysning i reklameskilte.
Historie
Hvad angår inverteren kredsløb af en kold katode fluorescerende lampe, har et resonanstype kredsløb været meget anvendt. Dette kaldes undertiden " Royer-kredsløbet ". Den korrekte definition af Royer-kredsløbet kræver imidlertid, at inversionen af en koblingsoperation udføres i en tilstand, hvor transformeren er mættet. Et inverterkredsløb, der udfører inversionsoperationen ved at anvende resonans i en transistors kollektorkredsløb, betegnes fortrinsvis " Baxandall-konverteren " til forskel fra et ægte Royer-kredsløb. Multilevelomformerne er grundlæggende klassificeret i tre topologier, nemlig flyvekondensatoromformeren, den diode fastspændte inverter og den kaskadede H-broinverter. Alle topologier har den samme egenskab at reducere harmoniske. Den kaskadede har den ulempe, at den har brug for separate DC-kilder, men kredsløbslayout er kompakt, og spændingsdelingsproblemet er fraværende.
De tidlige designs af et inverterkredsløb til en kold katode-fluorescerende lampe brugte slet ikke resonansmetoden til et sekundært kredsløb. I stedet blev den såkaldte lukkede magnetiske kredsløbstransformator med en lille lækageinduktans brugt som en step-up transformer. Lækageinduktansen var sådan, at den reducerede udgangsspændingen på transformatorens sekundære side. Da dette ikke var ønskeligt, måtte det gøres så lille som muligt.
Fordi resonansfrekvensen af transformatorens sekundære sidekredsløb i de tidlige design blev besluttet at ikke have nogen relation til inverterkredsløbets driftsfrekvens, blev resonansfrekvensen indstillet til en meget højere frekvens end frekvensen for inverterkredsløbet. Dette reducerer inverterkredsløbets indflydelse på driftsfrekvensen kraftigt. En ballastkondensator Cb er afgørende for stabilisering af lampestrømmen.
Et andet design til inverteren kredsløb af en kold katode fluorescerende lampe er vist i figuren af “CCFL inverter kredsløb fra den tidligere generation af teknologi”. Det bruges ikke mere.
Det nyere inverter kredsløb blev opfundet af Hitachi elektronik i Japan. Det er kommet i verdensomspændende brug som det såkaldte tre gange eller tredje harmoniske resonanskredsløb, vist i figuren som “avanceret teknologi”. Resonansfrekvensen for det sekundære sidekredsløb er tre gange så stor som for den primære side. En step-up transformer med en større kortslutningsinduktansværdi er egnet til brug i dette tilfælde.
Transformatoren, der faktisk bruges i det såkaldte tre gange resonanskredsløb, har en flad form. Selvom den magnetiske vejstruktur er lukket, er lækagen af den magnetiske flux betydeligt mere end den for den konventionelle type. Transformatoren har derfor en større kortslutningsinduktansværdi. Designet (se figur af "tidligere generation af teknologi") er sådan, at kortslutningsinduktansværdien af step-up-transformeren øges til en vis grad, hvorved et resonanskredsløb skabes af kortslutningsinduktansen (Lsc i figurer) og en kapacitanskomponent opnået på den sekundære side af step-up transformeren. Resonansfrekvensen for kredsløbet er indstillet til en frekvens, der er tre gange så høj som frekvensomformerens driftsfrekvens for at generere en tredjeordens harmonisk i det sekundære sidekredsløb. Lampens nuværende bølgeform har en trapezform. Ballastkondensatoren Crb fungerer også som en resonanskondensator. Som et resultat forbedres konverteringseffektiviteten af inverterkredsløbet betydeligt, og step-up-transformeren miniaturiseres yderligere.
I det seneste viste kredsløbsdesign fungerer både den primære og sekundære side af kredsløbet tæt på den samme grundlæggende frekvens. Dette begyndte at blive implementeret bredt omkring 1996 og har i høj grad bidraget til miniaturiseringen og højere effektiviteten af inverterkredsløbet, der anvendes i en notebook-pc.
Kortslutningsinduktansværdien af step-up transformeren øges yderligere fra den tredobbelte resonansdesign. Kapacitanskomponenten i det sekundære sidekredsløb øges også.
Den næste generations inverterteknologi til CCFL Lighting er det aktuelle resonanstype inverter kredsløb. Resonansstrømmen, som forårsager på den sekundære side af transformeren, skifter direkte den primære side af transformeren gennem skiftetransistoren. Det forenkler kredsløbet og forbedrer effektiviteten.
Se også
eksterne links
- Notebook Inverter skematisk
- Jim Williams , "En fjerde generation af LCD-baggrundsbelysningsteknologi: Komponent- og måleforbedringer forbedrer ydeevnen" , Lineær teknologi Anvendelsesnote 65, november 1995.
- Beskrivelser af strømtilstandsresonansomformerkredsløb til udladningslampe til CCFL-belysning.
Referencer
- ^ Royer Oscillator Circuit US patent 2783384
- ^ PJ Baxandall, " Transistor Sine-Wave LC Oscillators ", International Convention on Transistors and Associated Semiconductor Devices , 25. maj 1959, fig 5, s. 751