DS3984/DS3988變壓器匝數比的選擇
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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動(dòng)架構，可將直流電源電壓轉換成為驅動(dòng)CCFL燈管所需的高壓交流波形。圖1給出了這種驅動(dòng)架構的示意圖。
圖1. DS3984/DS3988 CCFL驅動(dòng)示意圖
控制器的每一個(gè)通道驅動(dòng)兩個(gè)邏輯電平控制的n溝道MOSFET，這兩個(gè)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(xiàn)圈的中心抽頭接直流電源?？刂破鬏喠鞔蜷_(kāi)兩個(gè)MOSFET，從而在變壓器次級產(chǎn)生一個(gè)高壓交流波形。
在推挽式驅動(dòng)架構設計中，設計的關(guān)鍵是正確選擇變壓器匝數比。對于給定的燈管工作電流，變壓器匝數比與CCFL燈管電壓成正比，與直流電源電壓成反比，如下式：
燈管工作電壓 α 變壓器匝數比 × 直流電源電壓
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比。CCFL燈管的工作電壓與燈管直徑、長(cháng)度等因素有關(guān)。燈管直徑越小、燈管越長(cháng)，所需要的工作電壓越高。
沒(méi)有一個(gè)精確的公式可以用來(lái)計算變壓器匝數比。表1列舉了一些不同CCFL燈管所需的變壓器匝數比的經(jīng)驗值。從表中可以看出，變壓器匝數比隨著(zhù)直流電壓的升高而減小，隨著(zhù)CCFL燈管工作電壓的減小而減小。
表1. 不同CCFL燈管對應的變壓器匝數比
| Nominal DC Supply Voltage1 | Lamp 1 2.4mm x 438mm 830 ~ 890 VRMS2 | Lamp 2 2.2mm x 258mm 540 ~ 600 VRMS2 | Lamp 3 2.0mm x 218mm 440 ~ 490 VRMS2 |
| 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 |
注：
1. 假設電壓波動(dòng)為±10%。
2.燈管在5mARMS工作電流下的工作電壓。
用戶(hù)可以參考表1，選擇合適的匝數比。例如，當電源電壓為24V時(shí)，為驅動(dòng)額定工作電壓為800V的CCFL燈管，首先參考表1中一個(gè)相似的燈管選擇變壓器匝數比。表1所列的2.4mm x 438mm的燈管和此目標燈管最接近，可以選擇24:1的匝數比。為滿(mǎn)足燈管要求，控制器能夠自動(dòng)調整，因此，實(shí)際匝數比允許±15%的波動(dòng)。
設計技巧：在估算變壓器匝數比時(shí)，通常建議選擇稍大一些的匝數比。當變壓器匝數比稍大時(shí)，控制器會(huì )通過(guò)減小MOSFET占空比進(jìn)行調整；但當變壓器匝數比太低時(shí)，燈管可能會(huì )無(wú)法啟動(dòng)。 一旦選定了變壓器匝數比，就要在工作電壓范圍和溫度范圍內對目標燈管進(jìn)行測試。應該測量MOSFET柵極驅動(dòng)引腳(GA和GB)的占空比。如果燈管和變壓器設計吻合，占空比應該在25%到35%范圍內。
定義：變壓器匝數比
本應用筆記對變壓器匝數比的定義為：次級線(xiàn)圈圈數和兩個(gè)初級線(xiàn)圈圈數之和的比值。例如，一個(gè)50:1的變壓器可能由2100圈的次級線(xiàn)圈和兩個(gè)21圈的初級繞組組成[2100/(21+21) = 50]。
除了變壓器匝數比，表2還列舉了其他一些重要的變壓器參數。詳細資料可以參考DS3984和DS3988的數據資料。
表2. 變壓器關(guān)鍵參數
| 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 | mΩ | ||
| Secondary DCR | 500 | Ω | |||
| 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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