| 無線和便攜式產(chǎn)品的設(shè)計者都知道：在他們不斷尋求更為小巧的高效電源電路時,選擇由變換器驅(qū)動的冷陰極熒光管（CCFT）的背光提供功率的液晶顯示器和場致發(fā)光（EL）顯示器,引出了特殊的問題。這就是在有些應用場合,某些顯示器可能消耗掉高達90％的有效功率。 dc/ac變換器制造商對此問題的反應是不斷力爭降低變換器的尺寸和成本,而維持為節(jié)省電池所必須的高效電平。對于設(shè)計者來說,了解如何選擇和確定dc/ac變換器,能夠有助于實現(xiàn)應用的要求,而且還能滿足較小的板面空間、較高的性能和更長的電池壽命的需要。 
圖：這種1.3×0.9×0.3英寸的更小巧的dc/ac變換器是用于EKG的表面安裝變換器,用來驅(qū)動一個對角線為0.75英寸的LCD 變換器必須能產(chǎn)生額定的電子管電流、頻率以及最小的放電和工作電壓。另外,需要折衷考慮整個系統(tǒng)的完善性,例如顯示器的清晰度和背光的持續(xù)時間。 由于無線和便攜式產(chǎn)品常常依靠電池的電壓來工作,在顯示亮度的損失和隨著電池的消耗電源電壓的變化之間存在著直接關(guān)系。為了補償,變換器的制造商把一個dc/ac轉(zhuǎn)換器放在變換器的前端,這個轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)電壓,使得變換器承受一個恒定的、始終如一的電壓和亮度,而不必考慮輸入電壓的變化。 更小巧、更可靠 很顯然,對于現(xiàn)代變換器來說,尺寸是很重要的。對于便攜式手持設(shè)備,袖珍的dc/ac變換器可以選擇充分暗淡的狀態(tài),外型尺寸可小至1.3×0.9×0.3英寸（見圖1）。 這些變換器適用于各種無線的和手動設(shè)備,包括：測試和測量以及醫(yī)療設(shè)備。目前它們能應付非常高的啟動電壓與工作電壓之比。為了保證最大的可靠性,可以把這些變換器進行真空封裝,把它們組合起來,同時供電給兩個CCFT燈泡,而能提供高達10W的輸出。 這種雙變換器對于設(shè)計人員力求通過緊湊的設(shè)計來提高可攜帶性是很理想的。由于這樣的裝置不需要第二個變換器（供電給第二個燈泡）,所以變換器的制造廠獲得了顯著的生產(chǎn)效率。 工作環(huán)境 當選擇一個dc/ac變換器時,顯示器的設(shè)計者必須要考慮的不僅是尺寸和效率,同樣也要考慮工作環(huán)境。因為無線和便攜式設(shè)備需要適應很寬范圍的工作溫度及工作環(huán)境。 可靠性也同樣重要,例如,可以說用于便攜式EKG機（心電圖機）的顯示器,必須比用在汽車修理站的手動引擎試驗裝置中的顯示器更可靠。 對于典型的CCFT規(guī)范,三個最重要的參數(shù)是：啟動電壓、管子的電流和管子的工作電壓。啟動電壓應當按照使用期限和CCFT工作溫度的最壞情況來確定。 變換器的輸出與CCFT之間的連接（印刷電路板圖形、導線、接插件等等）也影響著CCFT/顯示器的工作狀態(tài)。在變換器的輸出上,一直保持全啟動電壓,直到CCFT點火為止。CCFT差不多在所有的情況下,都是在最初兩個周期內(nèi)發(fā)光的。 假定管子是完善的,它不發(fā)光的唯一理由是CCFT上的啟動電壓不適當,這正是啟動電壓出現(xiàn)損耗的地方—在變換器和CCFT之間。 管子的電流應該滿足以下兩個方面：管子的電流在最大值的情況下,給定的管子壽命能夠達到期望的值;類似地,管子的電流在最小值的情況下,應能提供滿意的顯示亮度。 同樣地,冷溫工作可能需要最小的管子電流,以維持允許的最小測溫包溫度—考慮到倘若用于暗光的情況下,這是重要的。應當說明管子的工作電壓連同給定的標稱管子電流。 加電的LCD（液晶顯示器） 使用CCFT背光給LCD供電的便攜式設(shè)備的設(shè)計者需要知道,有多少CCFT是被點亮的,同時需要知道,如果有的話,有多少是想使用暗光技術(shù)的。當CCFT不發(fā)光時,它基本呈現(xiàn)出無限大的阻抗。 一旦點亮,它首先表現(xiàn)為電阻性的阻抗。關(guān)鍵是把管子點亮,而且它一旦被點亮,就要限制和維持通過CCFT的電流。 一個設(shè)計適當?shù)?span >CCFT變換器起恒流源的作用,對于負載阻抗的任何適當變化,由此而引起的電流變化,能夠正好維持在要求制造商對CCFT的限制范圍內(nèi)。 對整個管子電流的嚴格控制,當然并不意味著對整個管子的亮度要同樣地嚴格控制。溫升特性、使用期限和環(huán)境溫度都會影響CCFT的亮度,而與管子的電流無關(guān)。 大多數(shù)LCD的背光應用都能夠承受這些影響—尤其是在那些給用戶提供亮度控制的設(shè)計中。這就意味著,當把基本變換器應用到這些場合時,它們能工作得很好。但是在那些對整個亮度都要求嚴格控制的地方,比如在床邊上的監(jiān)視器中,一種可在閉環(huán)系統(tǒng)中提供反饋信號的光學傳感器是更合適的。 加電的EL屏 無線的和便攜式設(shè)備的設(shè)計者可能選用輕便的EL屏而不是LCD,一般來說,EL屏是更輕便的,并且占用的空間較少,這使得它們在小型的、手動設(shè)備中是個好的解決方案,然而亮度常常是比用LCD的更小。 當為EL屏尋找一種可靠的驅(qū)動器時,例如用于醫(yī)療監(jiān)視設(shè)備的那種情形。設(shè)計者應當尋找一種使用傳統(tǒng)設(shè)計磁性材料的dc/ac變換器,使組件最小,同時提供一個能跟熒屏配套最佳的EL驅(qū)動器。這種設(shè)計實際上是把EL屏本身作為單諧振系統(tǒng)的部件,歸并到電路設(shè)計中。 無論何時給變換器供電,總要把它連接到EL屏上,這就確保變換器不會遭受到過大的內(nèi)部功耗,以致引起過熱和損壞。 暗光技術(shù) 便攜式設(shè)備的暗光能力幾乎是必須有的,因為手動監(jiān)視器和數(shù)據(jù)發(fā)送機常常被攜帶到外界光線變化很大的地區(qū),為了保證工作,要求操作人員能調(diào)節(jié)顯示器的亮度。 一種暗光方法,即所謂的模擬暗光,就是改變流過CCFT的電流幅度。另一種所謂的脈寬調(diào)制（PWM）方法,就是使輸出到CCFT的電流按固定的時間間隔（通常是在50和400Hz之間）接通和關(guān)斷。盡管保持時間間隔或頻率不變,但占空因數(shù)卻是變化的,從而引起CCFT的亮度變化。圖2表示的是關(guān)于每種暗光方法的輸出電流波形。 一般室內(nèi)應用非常適合于模擬暗光,這種技術(shù)很容易實現(xiàn),但要對范圍加以限制。從另一方面來說,在那種外界光線變化很大的地方,比如在可移動的顯示器中,設(shè)計者通常要選擇經(jīng)由PWM暗光提供的更大的范圍。 |
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