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引言

EL燈及其屬性

??? 當(dāng)EL燈電極被加上交替改變的電壓時，上能級的磷電子(價電帶)被激發(fā)，躍遷到更高能級。然而，高能級不穩(wěn)定，所以，被激發(fā)的電子返回到最初能級，釋放一個光子。由于磷粒子均勻分布，因此，EL燈輻射的光在燈表面看起來非常柔和。

??? 頻率變化會影響輻射光的顏色，而電壓和頻率都會影響EL燈的亮度。提高電壓或者頻率會增強燈的亮度，但也會影響燈的使用壽命。一般而言，和提高電壓相比，提高燈的頻率(f_EL)會更迅速減少燈使用壽命。EL燈的使用壽命一般采用亮度減半時的工作時間(TTHL)，即，“半亮度壽命”時間表示，它是在一定電壓和頻率下，EL燈亮度降至最初亮度一半時的時間。TTHL標(biāo)準(zhǔn)通常由EL燈生產(chǎn)商提供，規(guī)定以千小時表示。手持產(chǎn)品中，燈不需要始終打開，TTHL一般不是大問題。

??? 一般有兩類EL燈：高壓EL燈和低壓EL燈。高壓EL燈閾值電壓要比低壓EL燈高得多，意味著高壓EL燈需要較高的峰峰值電壓才能點亮。高壓EL燈需采用變壓器驅(qū)動電路進(jìn)行驅(qū)動，而低壓EL燈采用基于IC的EL驅(qū)動電路進(jìn)行驅(qū)動。因此，針對每一應(yīng)用選擇合適的EL燈是優(yōu)化電路的第一步。

MAX4990電路優(yōu)化

DC-DC轉(zhuǎn)換

??? 當(dāng)開關(guān)Q接通/關(guān)斷時，電感L_X被沖放電。通過二極管D釋放的能量存儲在電容C_S中。

??? 可以按照以下方法設(shè)置L_X的開關(guān)頻率(f_SW)：

1. SLEW和SW引腳上的R_SLEW電阻和C_SW電容(分別)連接至GND，如圖3所示。
   
   
   

   
   圖3. SLEW引腳上的電阻和SW引腳上的電容一起用于計算L_X開關(guān)頻率

2. 
   
   按下式計算L_X開關(guān)頻率：
   
   
   
   

3. 直接將PWM信號驅(qū)動至SW引腳，如圖4所示。
   
   
   

   
   圖4. 90%占空比PWM信號被驅(qū)動至SW引腳
   
   

EL燈的輸出波形

1. SLEW和EL引腳的R_SLEW電阻和C_EL電容(分別)連接至GND。按下式計算f_EL：
   
   
   
   
   
   
2. 在EL引腳加上時鐘信號。在這一例子中，f_EL是時鐘頻率的1/4。

??? 選擇了f_EL之后，必須選擇燈的峰峰值電壓(V_P-P)，以獲得所需的亮度。通過以下方法來控制交流V_P-P：

1. R_DIM和R_SLEW組合，按下式計算：
   
   
   
   
2. 在DIM引腳加上PWM信號。PWM信號的占空比在內(nèi)部從0轉(zhuǎn)換到1.22V。
3. 在DIM引腳加上DC電壓。將DC電壓從0.35V提升到1.3V，使燈V_P-P電壓從70V增大到250V。

優(yōu)化MAX4990電路

1. 使用R_SLEW = 100kΩ。以后可以改變R_SLEW來優(yōu)化/減小燈產(chǎn)生的音頻噪聲。
2. 根據(jù)輸入電壓以及燈大小來選擇電感值。一般而言，當(dāng)使用MAX4990，驅(qū)動燈時，建議電感值在100μH至330μH的范圍。從您的供應(yīng)商那里，針對自己的應(yīng)用來選擇合適的電感(請參考MAX4990數(shù)據(jù)資料的第11頁，了解所推薦的電感)。
3. 選擇合適的C_SW值，設(shè)置f_SW初始值，防止電感飽和，提供燈上所需要的輸出電壓。建議選擇較小的C_SW值，以較快的f_SW開始，然后提高這一數(shù)值，以保證電感不會進(jìn)入飽和。
4. 選擇C_EL初始值，提供合適的f_EL，以減小R_SLEW值。
5. 為獲得所需的亮度，通過選擇合適的R_DIM值來設(shè)置輸出電壓。
6. 在1nF至10nF之間選擇C_S值，使輸出波形頂部的波紋最小。一般而言，對于體積較大的燈，需要使用較大的C_S值。如果采用了某一C_S值，重新調(diào)整f_SW，以減小輸出波形頂部的波紋。在大多數(shù)情況下，EL燈電容1/10的C_S值足夠了。
7. 根據(jù)您具體應(yīng)用的音頻噪聲要求，使用合適的R_SLEW值，選擇合適的輸出擺率(dV/dt)。音頻噪聲隨著燈上波形擺率的減小而降低。
8. 根據(jù)所選的R_SLEW值，調(diào)整C_SW和C_EL值，獲得合適的燈和電感開關(guān)頻率。在大多數(shù)情況下，只需要調(diào)整C_EL就可以獲得所需的f_EL。
9. 通過調(diào)整R_DIM值，再次設(shè)置輸出電壓，以獲得所需的亮度。
10. 重復(fù)步驟2到步驟8，直到您對實際應(yīng)用的輸入電壓的電流吸收感到滿意。
11. 根據(jù)設(shè)置的R_DIM值來選擇C_DIM，以獲得所需的慢接通/關(guān)斷時間。

使用MAX4990評估套件進(jìn)行電路優(yōu)化

1. 電源。
2. 萬用表和電源串聯(lián)以測量電流吸收。
3. 雙通道示波器來監(jiān)視波形，以及燈上波形的變化(一個通道連接V_A，另一通道連接V_B；如果需要，在V_B置反信號上增加V_A來觀察燈上的差分電壓)。
4. 需要燈生產(chǎn)商提供的電壓和頻率亮度測量標(biāo)準(zhǔn)或者規(guī)范，以獲得一定的亮度。

1. JU1位于2和3之間，設(shè)置VR1為0Ω。正確設(shè)置JU4和JU5跳線。
2. 使用3.6V電源對評估套件供電，EL燈與電源連接，JU8置位。
3. 使用VR3設(shè)置f_EL為400Hz。
4. 使用VC1將電流消耗置為最小值。
5. JU3放置在1和2之間，使用VR2設(shè)置輸出電壓，使電路不在穩(wěn)壓狀態(tài)。這意味著，輸出波形頂部沒有平臺，如圖14所示。

??? V_DD = 3.6V時，測量以下參數(shù)：
??? I_DD = 26mA、亮度 = 24.6cd/m2、R_SLEW = 100kΩ (R1 = 100kΩ，評估套件上VR1 + R1)、R_DIM = 73.8kΩ。

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??? 6.測量f_SW。這可以通過擴展V_A或者V_B的時間量程來實現(xiàn)，直至看到輸出波形的最小步長，如圖15所示。

??? 7.通過VC1改變f_SW，增加輸出電壓，使其能夠提供所需的亮度(圖16)。

??? 8.檢查波形，確定電感沒有飽和，如圖17所示。

??? 9.按照步驟6的方程8計算f_SW (圖18)。

??? 10.對于對音頻噪聲敏感的應(yīng)用，重復(fù)進(jìn)行步驟5 (圖19)。

??? 11.JU1位于2和3之間，使用VR1來改變輸出波形上升沿和下降沿的擺率。注意，較快的擺率(dV/dt)提供較強的亮度，但也導(dǎo)致EL燈產(chǎn)生較大的音頻噪聲(圖20)。

??? 12.重復(fù)步驟5，確定器件沒有處于穩(wěn)壓狀態(tài)(圖21)。

??? V_DD = 3.6V時，測量以下參數(shù)：
??? I_DD = 52mA、亮度 = 38cd/m2、R_SLEW = 120.9kΩ、R_DIM = 114.7kΩ

??? 13.重復(fù)步驟8，檢查電感飽和(圖22)。

??? 14.重復(fù)步驟11，改變擺率(圖23)。

??? 15.重復(fù)步驟5，確定器件沒有處于穩(wěn)壓狀態(tài)(圖24)。

??? 16.重復(fù)步驟7、8、9、11和5 (按這一順序)，直到您的應(yīng)用獲得了所需的亮度，以及合適的波形(圖25和圖26)。

??? 17.使用步驟6的方程8來計算f_SW (圖27)。

??? 18.測量R_DIM和R_SLEW值。

??????? R_DIM = 239.4kΩ
??????? R_SLEW = 260.5kΩ

??? 19.注意，R_SLEW值應(yīng)該是VR1 + 100kΩ上的值，這是因為評估套件上VR1串聯(lián)了一個100kΩ電阻。當(dāng)測量VR1和VR2值，確定評估套件斷開了電源連接。

??? 20.測量了f_SW、f_EL (400Hz)以及R_SLEW和R_DIM值之后，使用方程1和方程3來計算電路所使用的C_SW和C_EL值：

??? 21.根據(jù)計算值，為您的電路選擇最相近的電容值。可能需要根據(jù)所選的C_SW和C_EL值對R_SLEW和R_DIM稍作調(diào)整。

??? 22.根據(jù)設(shè)置的R_DIM值來選擇C_DIM，以獲得所需的慢接通/關(guān)斷時間。

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??? 如果用戶采用商用電感來替代評估套件上的電感，需要根據(jù)新電感來重新優(yōu)化電路。此外，改變燈的大小以及輸入電壓也需要重新優(yōu)化電路。

??? 當(dāng)使用555定時器時，如果需要改變f_SW以優(yōu)化電路，用戶應(yīng)確定f_SW的占空比(DC)范圍在88%至90%之間。按照以下方程來設(shè)置DC范圍：