DS3984/DS3988變壓器匝數(shù)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(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
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)計中，設(shè)計的關(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：
燈管工作電壓 α 變壓器匝數(shù)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(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 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(shè)電壓波動為±10%。
2.燈管在5mARMS工作電流下的工作電壓。
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，實際匝數(shù)比允許±15%的波動。
設(shè)計技巧：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。 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 | 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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