Инверторы для питания электролюминесцентных ламп подсветки в ЖК панелях ноутбуков.

Инверторы для питания электролюминесцентных ламп подсветки в ЖК панелях ноутбуков. 

В ЖК панелях многих еще эксплуатируемых сейчас ноутбуков подсветка осуществляется электролюминесцентными лампа­ми холодного свечения. В большинстве ноутбуков исполь­зуется одна лампа, установленная снизу,  либо лампа в форме буквы «Г». «Пуск» лампы, а также ее пи­тание в рабочем режиме обеспе­чивает DC/AC-конвертор (инвертор). Инвертор осуществляет запуск CCFL-лампы напряжением до 1000 В, а ее стабильное свечение в течение длительного времени обеспечивается рабочим напряжением 500...800 В (в зависи­мости от размера экрана). Для под­ключения ламп к инверторам используется емкостная схема. В лампах создаются условия для управляемого тлею­щего разряда. Так как рабочая точка нахо­дится на пологой части кривой, это позволяет добиться стабильного свечения ламп на протяжении длитель­ного времени, а также позволяет эффективно управлять яркос­тью.

Любой инвертор выполняет следующие  стандартные функции:

- преобразует постоянное напря­жение 5...20 В в высоковольтное переменное напряжение,

- регулирует и стабилизирует ток CCFL-лампы,

- обеспечивает регулировку ярко­сти,

- согласует выходной каскад ин­вертора с входным сопротивле­нием CCFL-лампы при запуске и
в рабочем режиме;

-  обеспечивает защиту схемы от короткого замыкания в нагрузке и токовой перегрузки.

Типовая блок-схема инвертора пита­ния CCFL-ламп в ноутбуках показана на рис. 1. Инвер­тор запитывается от источника питания ноутбука постоянным напряже­нием 5...20 В. При поступлении сигнала включения инвер­тора на ШИМ-конт­роллер. Сформированные им импульсы управляют сило­вым ключом, коммутирующим ток в первичной обмотки импульсного трансформатора. Во вторичной об­мотке трансформатора формиру­ется высоковольтное синусоидаль­ное напряжение, которое обеспе­чивает «старт» лампы, Пос­ле «старта» лампы ее напряжение питания понижается до нормального рабочего уровня (примерно 500 В). С помощью цепи обратной обеспечивается стабильность питания лампы. Ста­бильность работы ШИМ-контролле­ра, защиту от токо­вой перегрузки, короткого за­мыкания, перенапряжения обеспечивает цепь контроля.

Рис. 1. Типичная структурная схема инвертора питания CCFL-ламп в ноутбуках.

Конструктивно инвертор обычно представляет собой небольшую печатную плату  и подключается к главной  плате ноутбука и CCFL-лампе с помощью гибких кабелей. Различные производители ноут­буков используют свои варианты и модифика­ции инверторов, но, как правило, сигналы, поступа­ющие на контакты интерфейсного разъема инверторов, имеют следу­ющие стандартные обозначения:

 -  ENA (включение),

 - VIN (питание),

 - BRTADJ (регулировка яркости).

На рис. 2 приведена принципиальная схема инвертора, часто применяемого в ноутбуках фирмы SAMSUNG. Разъем CN1 соединяет инвертор с главной платой ноутбука (поступают напряжение питания +12 В (DCJN), напря­жение включения инвертора +1,5 В (BACKLITON), а также напряжение регулировки яркости +0,1...0,5 В (BRT_ADJ). Инвертор построен на основе двухтактного автогенератора (элементы Т1, Q5, Q6). Индуктивность первичных обмо­ток Т1 и параметры транзисто­ров определяют рабочую час­тоту двухтактного автогенератора. Автогенератор питается от источника питания ноутбука через понижающий DC/DC-конвертор (элементы Q3, L1, Q4, D2). Управляющий ШИМ-сигнал, кото­рым коммутируется ключевой кас­кад Q3, Q4, и задается рабочий цикл схемы,  формируется схемой на элементах U1А и U1В. Управляющий сигнал на входе компаратора U1В формируется из сигнала обратной связи (формируемого из выходного на­пряжения инвертора), и сигнала ре­гулировки яркости BRT_ADJ (фор­мируется процессором ноутбука).

Рис. 2. Инвертор в ноутбуках SAMSUNG (пример принципиальной схемы)

В ноут­буках HEWLETT PACKARD и COM­PAQ  довольно часто встречается инвер­тор, схема которого приведена на рис. 3.  В этом варианте в качестве ШИМ-контроллера используется микросхема МР1101 (фирма MPS), что позволяет использовать минимальное число внешних компонентов. В со­став микросхемы, помимо соб­ственно ШИМ контроллера, входят силовые МОП транзисторы (N-MOSFET), поэтому отпадает необ­ходимость использования внешних транзисто­ров. Выходной каскад реализован по мостовой схеме. Импульсным сигналом BURST на контакт 3 JP1, который подается на контакт 3 микро­схемы, регу­лируется яркость. Аналоговый вход регули­ровки (конт. 1) не используется и подключен к опорному напряже­нию 5 В (конт. 17). Напряжение включения ноутбука +4,5 В посту­пает на конт. 4 микросхемы. 

Рис. 3. Инвертор в ноутбуках HEWLETT PACKARD и COMPAQ (пример принципиальной схемы)