DS3984/DS3988多燈驅(qū)動方案

摘要：DS3984和DS3988是多通道冷陰極熒光燈(CCFL)控制器。DS3984支持多達(dá)四通道，DS3988支持八通道。這些控制器使用推挽式驅(qū)動架構(gòu)，可將DC電源電壓轉(zhuǎn)換成為驅(qū)動CCFL所需的高壓AC波形。本應(yīng)用筆記描述如何實(shí)現(xiàn)每通道驅(qū)動一個以上CCFL。

多燈驅(qū)動方案

只需增加一些支持電路，DS3984和DS3988中的每個通道就可驅(qū)動一個以上CCFL。圖1給出了每通道驅(qū)動四燈的應(yīng)用電路。只需稍加調(diào)整，還可用每個通道驅(qū)動二、三、四或更多燈。

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圖1. 每通道驅(qū)動四燈應(yīng)用實(shí)例

燈電流監(jiān)測

CCFL控制器DS3984/DS3988每通道有一個單獨(dú)的燈電流監(jiān)測(LCM)輸入。驅(qū)動多個燈時，燈電流檢測信號必須經(jīng)“線或”后反饋到控制器的LCM輸入。為減小串聯(lián)小信號二極管對電流檢測精度的影響，燈電流檢測電阻的取值要比每通道單燈應(yīng)用中的大(圖1中取1000 )。在圖1應(yīng)用電路中，燈電流為額定值5.0mARMS時，檢測電阻上產(chǎn)生的檢流信號幅度為5.0VRMS (7.07VPEAK)。圖2給出了燈A和燈B在1000 檢測電阻上產(chǎn)生的檢流信號波形。

從圖2中我們也可以看出用單通道驅(qū)動多燈時的一個缺點(diǎn)。由于燈B的反饋信號幅度高于其他燈的反饋信號，因而多燈共用的功率MOSFET的占空比將受其控制，這樣燈B就控制著供給其它燈的功率。如圖2所示，這使得其它燈得到的電流比其目標(biāo)值5mARMS小。

圖2. 燈電流檢測電阻兩端電壓(僅給出兩個燈)

圖3顯示了燈電流檢測信號被轉(zhuǎn)換到DS3984和DS3988的LCM輸入時的情況。與每通道驅(qū)動單燈的方案不同的是，每通道多燈應(yīng)用中的LCM輸入未使用AC耦合電容。DS3984/DS3988控制器根據(jù)在LCM輸入端測得的峰值信號來控制燈電流。沒有AC耦合電容時，峰值控制電平是DC公共電壓(1.35V)加上燈調(diào)節(jié)門限(1.0V)，或2.35V (均值)。因此，必須將檢測電阻產(chǎn)生的檢流信號峰值衰減到2.35VPEAK目標(biāo)值再送入LCM，這樣器件才能將燈電流控制在適當(dāng)?shù)乃?。舉例說明：圖1中，1000檢測電阻上產(chǎn)生7.07VPEAK 信號，在到達(dá)LCM 輸入之前必須將其衰減為2.35VPEAK。

信號通過小信號二極管時幅度會衰減約500mV。其余部分通過電阻分壓器進(jìn)行衰減。在圖1所示的例子中，電阻分壓器由8.2k和5.1k電阻構(gòu)成。LCM引腳內(nèi)部50k的輸入阻抗會導(dǎo)致輕微的衰減。內(nèi)部50k阻抗使5.1k的分壓電阻下降為4630；使衰減量增大。

圖3. 燈電流反饋信號通路

過壓檢測

和每通道驅(qū)動單燈的應(yīng)用一樣，多燈應(yīng)用中各個變壓器產(chǎn)生的高壓也是利用電容分壓器檢測。在圖1電路中，該分壓器由位于變壓器次級高壓側(cè)的10pF (3kV)和1Nf串聯(lián)電容構(gòu)成。在多燈應(yīng)用中，電容分壓器被“線或”后送到OVD輸入。電容分壓器的設(shè)置比單燈應(yīng)用稍低，以補(bǔ)償串聯(lián)二極管的影響。在圖1電路中，電容分壓器設(shè)置為1:101 (10pF/1010pF)。由于電容分壓器沒有DC參考，因此在低邊電容兩端接一個電阻(圖1中其值為10k)以提供DC參考電平。根據(jù)該電阻的阻值和低邊電容在逆變器工作頻率下的阻抗，實(shí)際分壓比會有所變化。圖1中，電路工作在68kHz頻率下，這意味著1nF的電容其阻抗約為2.3k。并聯(lián)一個10k電阻后阻抗下降為1896，這樣一來有效分壓比從1:101變?yōu)?:124。如圖4所示，電容分壓后的電壓約為7.2VRMS，意味著燈工作電壓約為893VRMS。注意：圖4中的波形有少量的負(fù)DC偏移。改變10k并聯(lián)電阻的阻值可以改變DC偏移量。并聯(lián)電阻越大，DC偏移量越大；并聯(lián)電阻越小，DC偏移量越小。當(dāng)然，改變并聯(lián)電阻也影響分壓比。

圖4給出輸入DS3984或DS3988的OVD端的過壓反饋信號。信號通過小信號二極管時，幅度會減小約500mV。采用電阻分壓器對其進(jìn)一步進(jìn)行衰減。在圖1電路中，電阻分壓器由33k和5.1k電阻構(gòu)成。OVD引腳50k的輸入阻抗會使衰減量略微增加。這個50k的輸入阻抗使5.1k的分壓電阻降為4630，因而增大了衰減量。

圖4. 電容分壓器輸出電壓和OVD信號通路

啟輝失敗和燈開路檢測

由于對燈電流檢測信號進(jìn)行了“線或”，控制器在任何工作點(diǎn)都是按照電流最大的燈產(chǎn)生的檢測信號對燈電流進(jìn)行調(diào)節(jié)的。這種工作方式可提供最大的亮度，同時又確保最長的燈壽命，因?yàn)樗袩綦娏鞫疾粫笥谄漕~定值。

為確保所有燈都正確啟輝，并在正常工作期間檢測是否有燈熄滅，須采用一些附加電路，當(dāng)有任何未被點(diǎn)亮的燈時拉低LCM輸入。四比較器LM339可用來實(shí)現(xiàn)這一目的。每個比較器對應(yīng)一盞燈。如果四盞燈均點(diǎn)亮，燈電流檢測電阻上的正向電壓擺幅會將峰值檢測器(由二極管、470pF電容和330k電阻構(gòu)成)充電至高于5V參考電壓。同時，四個比較器的集電極開路輸出(它們被“線或”連接)關(guān)閉，允許燈電流信號進(jìn)入LCM引腳。如果一個或更多燈未被點(diǎn)亮，則與之相應(yīng)的比較器將LCM引腳拉低，告訴DS3984/DS3988還有未點(diǎn)亮的燈。

圖5顯示了出現(xiàn)于比較器輸入端的峰值檢測信號。圖6、7、8顯示了正常和反常啟輝時的工作情況，以及當(dāng)有燈開路時的狀況。

圖5. 峰值檢測信號

圖6. 正常啟輝

圖7. A燈斷開時的啟輝情況

圖8. 正常工作期間A燈斷開時的情況