Увеличение срока службы аккумуляторов в портативных устройствах, использующих жидкокристаллические дисплеи

June 10, 2010 by admin Комментировать »

Переносные приборы, ноутбуки и т.п. обычно используют жидкокристал­лические дисплеи (LCD), Чтобы было удобно ими пользоваться, такие дис­плеи должны быть хорошо видимыми при обычном уровне освещенности в комнате. Подсветка дисплея дает возможность достичь этого, но слиш­ком часто она приводит к значительному сокращению срока службы ак­кумулятора. Наиболее эффективным оптическим устройством для созда­ния подсветки LCD оказались лампы дневного света с холодным катодом

(CCFL), При использовании таких ламп особое внимание следует уделить источникам их питания, поскольку до настоящего времени значительная часть тока аккумулятора тратилась здесь впустую.

Существует несколько типов СС/Х-ламп с различными параметрами. Как правило, наилучшие результаты получаются при питании этих ламп переменным напряжением 300 — 400 В, имеющим частоту от 20 до 100 кГц. Можно привести доводы в пользу того, что наиболее подходящими являются прямоугольные колебания, но появление при этом электро­магнитных помех приводит к тому, что практически лучше выбрать си­нусоидальное напряжение (лампа ведет себя как хорошая антенна для высокочастотных гармоник, присутствующих в прямоугольных колеба­ниях). При указанных частотах отсутствует какое-либо мерцание или за­метное снижение освещенности, связанное с использованием синусои­дального напряжения. Следует упомянуть, что с формой колебания связаны не только радиопомехи. Постоянное напряжение или любая по­стоянная составляющая тока в напряжении, питающем эти лампы, мо­жет серьезно понизить их срок службы, хотя на первый взгляд можно было бы предположить, что они хорошо работают как при постоянном напряжении, так и при переменном напряжении любой формы.

Созданный ранее источник питания для СС/Х-ламп подсветки мог выдать ток 5 мА или больше. Это прекрасно с точки зрения интенсив­ности света, но оказалось, что обычно хорошие результаты получаются с максимальным током примерно 1 мА. При таком, более низком уров­не тока, к аккумулятору предъявляются меньшие требования. Другим недостатком старых источников питания для CCFL-ламп является боль­шой ток покоя — ток, используемый источником для своей работы, ко­торый никогда не поступает в лампу.

Очевидно, что нашей целью является увеличение срока службы аккумулятора путем повышения к.п.д. системы подсветки, которая дол­жна быть совершенно простой. Однако необходимо помнить, что этим лампам для запуска требуется напряжение около 600 В. Желательно так­же, чтобы интенсивность освещения можно было плавно менять от максимума практически до нуля (любой, кто сталкивался с бытовыми регуляторами свечения ламп, может понять это требование).

Принципиальная схема эффективного источника питания CCFL-лам-пы, рассчитанного на малый ток, показана на рис. 20.16. Фактически эта система представляет собой инвертор, потому что работает от 2-х 6-вольтовых аккумуляторов и выдает почти синусоидальное переменное напряжение на лампу дневного света. Следует упомянуть также, что с точки зрения лампы, инвертор действует как источник фиксированного тока. Это желательно с двух точек зрения. Во-первых, такой источник дает возможность плавно изменять интенсивность свечения лампы, не опасаясь прекращения в ней разряда и появления раздражающего гисте­резиса, что имело бы место при фиксированном напряжении. Во-вто­рых, источник тока компенсирует отрицательное сопротивление лампы, делая схему с обратной связью устойчивой.

clip_image002

clip_image004

Рис. 20.16. Увеличение срока службы аккумулятора в переносных при­борах, использующих жидкокристаллические дисплеи. Особенностью этой уникальной схемы является высокий к.п.д, низкие радиопомехи, малый ток покоя и плавная регулировка интенсивности света. Linear Technology Софога11оп.

На транзисторах QI и Q2 собран генератор с насыщаемым сердечником. Обратите внимание на присутствие катушки индуктивности L2 в цепи пита­ния постоянного тока этого генератора. Эта катушка индуктивности превра­щает генератор в источник тока, а не напряжения, что позволяет резониро­вать колебательному контуру, состоящему из первичной обмотки трансформатора и конденсатора С1, преобразуя тем самым генерируемое обычно прямоугольное колебание в синусоидальное. Отметим также кон­денсатор небольшой емкости, примерно 15 пФ, включенный последователь­но с лампой; он обеспечивает дополнительную стабилизацию тока лампы.

Остальная часть схемы относится к управлению и стабилизации по­стоянного тока, который может протекать через Ы для работы генерато-

ра с насыщаемым сердечником. Как Вы теперь понимаете, это основная задача управляющей ИС ЬТ\11Ъ, Ток, протекающий через лампу, регули­руется в этой схеме от 1 мА до 1 мкА. Таким образом, интенсивность све­та может быть установлена вручную от максимума и практически до нуля.

ИС L71173 не обычный ШИМ регулятор. Скорее он работает ис­пользуя метод пакетной модуляции. При этом методе используется пре­рывистый режим работы — периоды почти полной остановки разделены активными периодами, во время которых импульсы тока фиксированной амплитуды поступают в нагрузку. Стабилизация достигается за счет из­менения рабочего цикла этих активных и неактивных периодов. Харак­терная особенность этого режима работы состоит в том, что ток покоя ИС очень мал по сравнению с обычным ШИМ регулятором. Заметьте, что нет никакой связи между частотой появления пакетной модуляции и частотой колебаний генератора с насыщаемым сердечником. Внутрен­ний генератор в ИС 1173 имеет частоту колебаний приблизительно 25 кГц. Как было сказано, этот генератор обеспечивает включение или выключение в пределах интервалов, управляемых сигналом обратной связи в схеме стабилизации выходного напряжения.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты