Представленные в статье инверторы фирмы TDK рекомендованы для применения в ЖК-дисплеях фирмы Sharp. Приведены краткие описания различных моделей и серий инверторов с указанием их назначения и особенностей применения. Вместо заключения изложены основные принципы, определяющие методику выбора инвертора для ламп задней подсветки конкретной ЖК-панели.
ЖК-панель сама по себе не создаёт свечения, а формирует изображение за счёт управления потоком проходящего или отражаемого света. Большинство ЖК-панелей, используемых для отображения информации с высокой плотностью и рассчитанных на просмотр в перпендикулярном плоскости экрана направлении, способно обеспечить качественное изображение только благодаря подсветке сзади.
Система задней подсветки ЖК-панели состоит из устройства, излучающего свет, рассеивателя, который равномерно распределяет этот свет по поверхности экрана, и специального источника-преобразователя напряжения, управляющего светоизлучающим устройством.
В настоящее время в качестве светоизлучающего устройства обычно применяется люминесцентная лампа с холодным катодом (CCFT). Для управления такой лампой требуется специальный источник питания — инвертор, который генерирует напряжение до 1500 В переменного тока.
Инвертор является одной из основных функциональных частей укомплектованного для работы ЖК-дисплея. Это небольшой по габаритам источник питания. Функция управления реализуется им через ток зажигания CCFT. Выбор инвертора осуществляется на основе характеристик лампы задней подсветки, которая является его нагрузкой. Основные технические характеристики и начальные сведения о принципах работы CCFT и инвертора с двухтактной резонансной схемой объясняются в [1]. А в этой статье главное внимание будет уделено особенностям применения инверторов фирмы TDK, рекомендованных к установке в ЖК-дисплеях корпорации Sharp для обеспечения питанием и управления яркостью свечения люминесцентных ламп задней подсветки.
Инверторы фирмы TDK, предназначенные для применения в ЖК-панелях, делятся на два основных класса:
инверторы без функции регулирования яркости, выполненные на основе двухтактной резонансной схемы;
инверторы с поддержкой функции регулирования яркости, в которых дополнительно применяется DC/DC-преобразователь.
На рис. 1 в качестве примера приведена схема регулирования яркости, использующая DC/DC-преобразователь и управляющую ИМС.
В этой схеме выходной ток инвертора (ток CCFT) определяется резистором R, который формирует обратную связь по току для DC/DC-преобразователя. Так как ток CCFT является переменным, то детектируемое переменное напряжение сначала посредством интегрирующей цепочки преобразуется в постоянное, а затем прикладывается к усилителю ошибки управляющей ИМС.
Этот тип инверторов предназначен для применений, в которых не требуется регулирования яркости. Такие применения характерны для индустриальных и обычных информационных дисплеев.
Инвертор без поддержки функции регулирования яркости является простым и недорогим, так как его задача заключается, как правило, только в том, чтобы зажигать CCFT. Однако относительно недавно в номенклатуру TDK был включён инвертор типа «P», который дополнительно к традиционной схеме имеет встроенное защитное устройство, что способствует повышению безопасности инвертора.
Обычно этот тип инверторов характеризуется диапазоном допустимого отклонения входного напряжения от номинального ±5%. Так как выходное напряжение и ток изменяются прямо пропорционально входному напряжению, регулирование выходного тока, а следовательно, и яркости в небольших пределах может быть легко организовано включением в схему трёхвыводного регулятора напряжения или диода на входе инвертора.
Если входное напряжение уменьшается и напряжение холостого хода инвертора становится ниже, чем требуется для зажигания лампы, то в этом случае надо использовать другой инвертор, который способен создавать более высокое напряжение холостого хода. Один инвертор может управлять одной или двумя люминесцентными лампами с холодным катодом, а установка требуемого выходного тока может быть осуществлена четырьмя разными видами подключений.
За исключением серии CXA-P10x-P, эти инверторы используют в качестве выводов штыревые контакты и разработаны для непосредственного монтажа на печатную плату.
Серия CXA-L10X-L
Инверторы данной серии могут быть использованы для ламп с напряжением зажигания до 900 В переменного тока. Доступны две модели с входным напряжением 5 и 12 В. Обычно один инвертор применяется для двух ламп с рабочим напряжением 450 В и током 5 мА. Максимальная мощность 4,5 Вт.
Серия CXA-M10x-L
Инверторы этой серии могут быть использованы для ламп с напряжением зажигания до 1200 В переменного тока. Доступны три модели с входным напряжением 5, 12 и 24 В. Обычно один инвертор применяется для двух ламп с рабочим напряжением 600 В и током 5 мА. Максимальная мощность 6 Вт.
CXA-M14L-P
Эта модель инвертора повышенной мощности разработана для больших (с размерами по горизонтали до 14 дюймов) ЖК-панелей и может применяться для ламп с напряжением зажигания до 1500 В. Входное напряжение 12 В. Обычно инвертор CXA-M14L-P применяется для двух ламп с напряжением 560 В и током 7 мА. Максимальная мощность 8 Вт.
Серия CXA-P10x-P
Инверторы этой серии могут быть использованы для ламп с напряжением зажигания до 1500 В переменного тока. Существуют три модели с разными входными напряжениями: 5, 12 или 24 В. Обычно один инвертор применяется для двух люминесцентных ламп с напряжением 600 В и максимальным током 5 мА. Максимальная мощность 6 Вт.
Представленные в этом разделе модули инверторов обладают дополнительной функцией снижения яркости на основе обратной связи по току. Более широкий диапазон входного напряжения делает эти изделия применимыми в различных батарейных устройствах, таких как портативные ПК и измерительные приборы, автономные спутниковые навигационные системы, средства мобильной связи и т.п. Кроме того, модули таких инверторов для систем задней подсветки ЖК-дисплеев большого формата, как правило, имеют схемы защиты и выходы аварийной сигнализации – это делает их пригодными для применения в составе ЖК-дисплеев промышленного назначения, к которым предъявляются более высокие требования по надёжности.
Все модели инверторов с функцией регулирования яркости имеют соединители для подключения входных и выходных сигналов.
СXA-K0505-VJL
Этот инвертор применяется для управления одной 2-ваттной люминесцентной лампой с холодным катодом и способен функционировать в составе цветных ЖК-панелей с диагональю до 8 дюймов. Доступны три разновидности модулей в зависимости от типа выходного соединителя. Диапазон входного напряжения от 5 до 12 В, выходного тока – от 2 до 5 мА. Регулирование яркости может управляться источником с напряжением от 0 до 3 В постоянного тока.
Серия СXA-L0612
Модуль любой модели данной серии может применяться для управления одной 4-ваттной (максимум) люминесцентной лампой с холодным катодом и способен функционировать в составе цветных ЖК-панелей с диагональю до 13 дюймов. Помимо трёх разных типов соединителей выходных сигналов, в моделях серии представлены два вида выходной полярности, что в целом делает серию CXA-L0612 совместимой с широким кругом различных ЖК-панелей. Всего поставляются шесть моделей инверторов этой серии. Диапазон входного напряжения от 10 до 15 В, выходного тока – от 2 до 6 мА. Инверторы данной серии способны зажигать лампы с напряжением до 600 В и даже выше, поэтому они могут применяться в большинстве популярных моделей ЖК-дисплеев, в системе задней подсветки которых установлена одна лампа.
СXA-0190 (CXA-M1112-VJ)
Эта модель разработана для дисплеев промышленного назначения и ЖК-панелей с диагоналями до 14 дюймов, использующих две лампы задней подсветки. Она поддерживает широкий диапазон входного напряжения от 8 до 20 В. В тех случаях, когда требуется высокая надёжность, желательными являются такие свойства инвертора, как наличие плавкого предохранителя и функция аварийной сигнализации, указывающей на истекающий ресурс лампы. Данная модель обладает обоими этими свойствами. Она может обслуживать две лампы с напряжением 600 В и рабочим током 5,5 мА. Максимальная мощность 7 Вт.
Кроме описанной базовой модели, существует её версия СXA-0217 (CXA-P1212-VJL), которая при идентичных габаритных размерах отличается более низкой стоимостью и суженным диапазоном входного напряжения 12 В±20%.
Серия СXA-K0612
Это новая серия, которая в настоящее время находится в стадии разработки. В инверторах данной серии используются ферриты, созданные по технологии фирмы TDK. Ширина используемого трансформатора всего 11 мм; трансформатор способен управлять лампами с максимальным напряжением холостого хода 1300 В и уровнями мощности до 3 Вт. Конструкция трансформатора использует сердечник U-образной формы. Несмотря на малую ширину трансформатора, обеспечивается большая эффективная площадь поперечного сечения сердечника, а выходной ток приобретает трапециевидную форму, как показано на рис. 2. Благодаря этим свойствам новый трансформатор имеет более высокую напряжённость магнитного поля при том же токе лампы по сравнению с предшествующими моделями аналогичных изделий.
CXA-0349
Этот инвертор предназначен для зажигания четырёх ламп и обладает функцией дистанционного включения/выключения, которая обеспечивает отключение питания при отклонениях от штатного режима работы в случае размыкания цепи лампы. Рабочее напряжение 650 В (среднеквадратическое значение), ток лампы 6,6 мА. Диапазон рабочих температур от –10 до +70°С. Применяется для управления лампами в системах задней подсветки цветных ЖК-панелей с диагоналями до 15 дюймов.
Более подробная информация о DC/AC-инверторе CXA-0349 (электрические характеристики, схемы проверки и подключения, эксплуатационные параметры и т.д.) содержится в [2].
СXA-0286
Данный инвертор предназначен для питания системы задней подсветки из 6 люминесцентных ламп в ЖК-панелях с размером диагонали 20,1 дюйма. Например, в дисплее Sharp LQ201U1LW01 для питания системы ламп задней подсветки ЖК-панели требуются два таких инвертора.
Максимальное напряжение 795 В (действующее значение), ток лампы 6 мА (действующее значение). Инвертор обладает функцией дистанционного включения/выключения. Диапазон рабочих температур от 0 до +60°C, диапазон температур хранения от –30 до +85°С.
На рис. 3 приведены варианты конструктивного оформления DC/AC-инверторов серии CXA.
Кратко охарактеризовав назначение, особенности и параметры инверторов фирмы TDK, вместо заключения приведём основные принципы, определяющие методику выбора инвертора для питания ламп задней подсветки конкретной ЖК-панели.
Определяется тип используемой ЖК-панели.
Выбирается тип люминесцентной лампы с холодным катодом. Тип лампы указывается в инструкции по эксплуатации ЖК-панели, там же приводятся подробные технические характеристики лампы. Необходимо отметить, что корпорация Sharp не производит лампы, а пользуется услугами поставщиков, со списком которых можно ознакомиться в [3].
Анализируются требуемые характеристики CCFT (напряжение зажигания лампы, рабочее напряжение, ток лампы, частота и т.д.).
Проверяются условия реализации (безопасность, распределённая ёмкость и т.д.).
Выбирается наиболее подходящий инвертор.
Для упрощения процедуры выбора DC/AC-инверторов для различных моделей ЖК-панелей на сайте фирмы TDK приведены необходимые справочные таблицы. ●
DC/AC Inverter Unit for Liquid Crystal Display (LCD) Panel. Application Note. TDK Corporation; 2003, pp. 1-15.
DC/AC Inverter Unit CXA-0349. Product Drawing No CTR-1030-C. TDK Corporation; 2003.
Third Party Backlight Vendors for LCD Applications. Liquid Crystal Displays. LCD Application Note. Reference Code SMT97010. SHARP Corporation; 1997, pp. 1-8.
В.К. Ждан кин — сотрудник фирмы ПРОСОФТ
119313 Москва, а/я 81
Телефон: (095) 234-0636
Факс: (095) 234-0640
E-mail: victor@prosoft.ru
Контроллер, программируемый с помощью условий
Возможно ли создать алгоритм для задач автоматизации технологического процесса, не используя язык программирования? Предлагается описание системы создания алгоритма работы ПЛК для устройств малой автоматизации без использования специальных языков программирования. 01.09.2024 СТА №3/2024 387 0 0Как биометрия и искусственный интеллект помогают быстро и безопасно обслужить пассажиров в аэропортах
В условиях современных аэропортов идентификация пассажиров является одной из самых важных функций быстрого и безопасного обслуживания. Передовая биометрия помогает в этом, надёжно контролируя все этапы и существенно повышая пропускную способность транспортных узлов. 28.07.2024 СТА №3/2024 542 0 0Граничные вычисления: революция в обработке данных
В последние годы мы наблюдаем стремительный рост объёмов данных, генерируемых устройствами Интернета вещей (IoT) и различными приложениями. Традиционные облачные вычисления, при которых данные передаются в централизованные дата-центры для обработки, становятся менее эффективными в таких условиях. Именно здесь на сцену выходят граничные вычисления (Edge Computing) – новая парадигма, призванная решить эти проблемы. 28.07.2024 СТА №3/2024 587 0 0Специальные решения по бесперебойному питанию от POWERCOM
В настоящее время в связи с тотальной цифровизацией актуальность обеспечения надёжным, бесперебойным питанием постоянно возрастает. В этой статье мы расскажем об одном из интересных решений по обеспечению бесперебойного питания от компании POWERCOM. 28.07.2024 СТА №3/2024 448 0 0