개요: 이 애플리케이션 노트에서는 각 램프 버스트가 시작될 때 MOSFET 듀티 사이클을 서서히 램핑 업하기 위해 DS3994, 4채널 CCFL 컨트롤러에 사용되는 소프트 스타트 프로파일(SSP)에 대해 설명한다. 또 애플리케이션이 요구하는 램핑 시간에 맞춰 소자의 디폴트 SSP 값을 조정하는 방법에 대해서도 나와있다.
머리말
DS3994는 LCD 백라이팅을 제공하는 CCFL용 4채널 컨트롤러이다. 버스트 디밍을 사용하여 램프를 디밍하는 경우 DS3994는 각 램프 버스트가 시작될 때 소프트 스타트를 사용하여 가청 트랜스포머 잡음을 최소화한다. DS3994의 소프트 스타트 프로파일(SSP)은 4개의 소프트 스타트 프로파일 레지스터(SSP1/2/3/4)에 의해 제어된다. SSP 레지스터는 공장에서 프로그래밍되며 디폴트 값은 대부분의 애플리케이션에 적합하다. 그러나 사용자는 I²C 인터페이스를 통해 SSP 레지스터의 값을 수정하여 SSP를 커스터마이즈할 수 있다. 이 애플리케이션 노트에서는 이러한 변경 방법에 대해 설명한다.
DPWM 소프트 스타트
DS3994는 디지털 펄스 폭 변조 (DPWM) 신호(22.5Hz ~ 440Hz)를 사용하여 효율적이고 정밀한 램프 디밍을 제공한다. PWM 사이클의 높은 주기 동안 CCFL은 켜지고 램프 주파수에서 동작한다. 사이클의 이 부분을 "버스트" 주기라고 부른다. PWM 사이클의 낮은 주기 동안 CCFL은 꺼지고 전류가 흐르지 않는다. PWM 펄스의 듀티 사이클을 조정하면 CCFL 밝기를 높이거나 낮출 수 있다.
각 램프 버스트가 시작될 때 DS3994는 MOSFET 게이트 드라이버 듀티 사이클을 서서히 증가시키는 (즉, "램핑 업"하는) 소프트 스타트를 제공한다. 이러한 램핑 기능은 1차 트랜스포머의 전류 서지로부터 발생할 수 있는 가청 트랜스포머 잡음을 최소화한다. 소프트 스타트 램프 프로파일은 4개의 SSP 레지스터(SSP1/2/3/4)에 의해 제어된다. 이 SSP 레지스터를 사용하여 8개의 다른 MOSFET 게이트 듀티 사이클을 프로그래밍할 수 있다. 각각의 프로그래밍된 사이클은 두 번 반복하여 총 16램프 사이클을 제공한다. 소프트 스타트 길이는 16램프 사이클로 고정되지만 소프트 스타트 램프 프로파일은 프로그래밍 가능하며 애플리케이션에 따라 수정할 수 있다.
SSP 레지스터의 디폴트 값
DS3994에는 소프트 스타트 램프 프로파일을 조정할 때 선택할 수 있는 8개의 드라이버 듀티 사이클이 있다. 4개의 SSP 레지스터(SSP1/2/3/4)에는 각각 DPWM 버스트가 시작될 때 2램프 사이클에 대한 MOSFET 듀티 사이클(MDC)을 결정하는 2개의 4비트 코드가 포함되어 있다. 표 1은 각 코드에 대응하는 듀티 사이클을 보여준다. 소프트 스타트 게이트 사이클은 가장 최근의 램프 듀티 사이클의 퍼센트를 기준으로 한다.
표 1. 사용 가능한 MOSFET 듀티 사이클 (MDC) 프로파일
MDC Code
MOSFET Duty Cycle—Percentage of the Most Recent Control Value (%)
0h
0
1h
25
2h
37.5
3h
50
4h
62.5
5h
75
6h
87.5
7h
100
8h-Fh
Reserved
표 2는 SSP 레지스터의 어드레스와 디폴트 값을 보여준다.
표 2. SSP 레지스터 어드레스 및 디폴트 값
SSP#
Address
Default
MSB
LSB
7
6
5
4
3
2
1
0
SSP1
F0h
21h
Lamp Cycles 3 and 4
Lamp Cycles 1 and 2
SSP2
F1h
43h
Lamp Cycles 7 and 8
Lamp Cycles 5 and 6
SSP3
F2h
65h
Lamp Cycles 11 and 12
Lamp Cycles 9 and 10
SSP4
F3h
77h
Lamp Cycles 15 and 16
Lamp Cycles 13 and 14
소프트 스타트 프로파일 수정
SSP 레지스터는 소프트 스타트 시 16개의 MOSFET 듀티 사이클(MDC)을 결정하여 이러한 MDC가 0에서부터 가장 최근 값(또는 공칭 값)까지 서서히 램핑 업하도록 한다. MDC가 이러한 램핑 업을 완료하는 데 걸리는 시간을 램핑 시간이라고 한다. 램핑 시간은 2램프 사이클씩 0에서부터 16램프 사이클까지 설정할 수 있다. 램핑 시간이 짧을수록 전류 엔벨로프의 기울기가 가파르다.
표 3은 다양한 램핑 시간에 대해 제안된 SSP 레지스터의 값이다. 사용자는 적절한 SSP 레지스터 값을 선택하여 원하는 램핑 시간을 얻을 수 있다. DS3994의 디폴트 SSP는 12램핑 사이클이다.
표 3. 다양한 램핑 시간에 대한 SSP 레지스터 값
Number of Ramping Cycles
SSP Register Values
SSP1 (F0h)
SSP2 (F1h)
SSP3 (F2h)
SSP4 (F3h)
0
77h
77h
77h
77h
2
73h
77h
77h
77h
4
42h
77h
77h
77h
6
31h
75h
77h
77h
8
21h
54h
77h
77h
10
21h
43h
76h
77h
12
21h
43h
65h
77h
14
11h
32h
54h
76h
16
11h
32h
43h
65h
DS3994의 소프트웨어를 사용하여 SSP 레지스터를 프로그래밍할 수 있으며, 이 소프트웨어는 다운로드 가능하다. 소프트웨어 인터페이스는 그림 1에 나와 있다. 사용자는 바이트 읽기/쓰기 부분을 사용하여 SSP 레지스터 값을 조정할 수 있다.
그림 1. 사용자가 SSP 레지스터를 프로그래밍할 수 있는 DS3994 소프트 인터페이스
그림 2, 그림 3, 그림 4는 소프트 스타트 시 각기 다른 수의 램핑 사이클과 표 3의 제안된 레지스터 값을 사용하여 측정된 CCFL 전류 파형을 보여준다. 그림 3은 DS3994의 디폴트 설정 12램핑 사이클에서 SSP이며, 그림 2와 4는 각각 8 및 16램핑 사이클에서의 SSP를 보여준다.
그림 2. 램프 전류 파형, 8 SSP 램핑 사이클
그림 3. 램프 전류 파형, 12 SSP 램핑 사이클
그림 4. 램프 전류 파형, 16 SSP 램핑 사이클
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