用于背景光转换器的变压器
磁性变压器和压电变压器的发展使我们可以构造出高效、小体积转换器。变压器的选择取决于多种因素，其中包括成本、体积和效率。例如，同PZT变压器相比，在一个给定的功率水平，磁性变压器可能更厚、更重且效率更低，但它具有成本低，而且可以在更宽的负载条件下工作的优点。PZT变压器具有固有的正弦运行特性、高激发电压、不可燃和无电磁噪声的优点。磁性变压器和压电变压器的比较见表1所示。
陶瓷压电变压器是在1956年由C.A.Rosen最先提出。与依赖于电磁能量转换的磁性变压器不同，压电变压器把电动势转换成机械能。电能到机械能的转换称为逆压电效应，而机械能到电能的转换称为正压电效应。
PZT变压器的材料和工艺决定了它们的的工作特性，而每一个制造商都有它们独特的材料和结构层的“配方”，制造PZT的常用材料是锆酸铅和钛酸铅。单层PZT成本较低并易于制造但电压增益比较小(典型值为5~10)，并可能需要一个升压磁性变压器才能使灯具运行。多层PZT的设计制造难度更大，但具有更高的电压增益(20~70)。
图1为一个用于CCFL供电的典型长模式PZT。该压电变压器包含一些用于能量转换的长方形压电陶瓷层，还带有一对初级电极(用于输入)和一对次级电极(用于输出)。输入到初级电极的电信号以压电方式转换成机械震动，这些机械震动传送到陶瓷层的次级，在那里机械震动以压电方式转换成一个高电平输出。整个转换过程只消耗很少的能量。
要预测PZT在系统中的性能，有必要建立它的电路模型。图1所示的电路模型通常用于描述长模式PZT在基本谐振频率附近的性能。许多PZT制造商都基于在各种频率和输出负载下的测量结果提供该模型的元件值，具体元件值取决于PZT的构造。初级电极的多层结构和材料电介质常数形成了一个大的主级输入电容(Cinput)。由于次级的单层结构和主级电极和次级电极之间的距离，输出电容要小很多。
图3显示了松下1.8WPZT(元件型号为EFTU11R8MX50)增益(Voutput/in)相对于输出负载和频率的特性关系曲线。这个PZT对图2等效电路的等效元件值分别为：Cinput=61.6nF，Coutput=11.4pF，n=35，串联RLC=(0.66Ω，0.934mH，2.79nF)。如图3所示，在无负载条件下陶瓷变压器提供高Q值和增益，并产生高激发电势。一旦荧光灯激发之后，变压器则带有了负载。负载引起变压器增益下降和谐振频率移动。为实现在一个单向控制电路下激发并运行荧光灯，压电变压器通常工作在谐振峰的右侧。
变频控制系统图4给出了一个基于PZT的背景光转换器的简化功能图。PZT由一个幅度正比于输入电压的谐振功率级驱动，它提供驱动荧光灯所需要的电压增益。围绕着误差放大器形成了一个控制环，误差放大器把平均荧光灯电流同参考信号(REF)相比较，以便于对荧光灯的光强度进行调节。控制电压Vc驱动用来确定谐振功率级的运行频率的压控振荡器(VCO)。
VCO的频率范围必须包含PZT的激发和运行频率。降低这个可编程的频率范围可以改善反馈回路的控制响应。例如，图5中的PZT所使用的频率范围为100kHz。为保证控制回路一直在PZT谐振峰的右侧工作，PZT的增益必须保证在最小的输入电压下仍具有足够高的荧光灯电压。
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