近年來,,液晶電視(LCD TV)市場快速發(fā)展,。市場研究機構(gòu)DisplaySearch預(yù)計,,2008年到2012年間的年復(fù)合增長率(CAGR)高達16%,其中2009年的付運總量預(yù)計達1.4億臺,,而這一數(shù)字到2012年將超過2億,。
在市場規(guī)模迅速擴大的同時,在規(guī)范標準及綠色營銷的壓力下,,液晶電視的工作及待機能耗也越來越低,。如“能源之星”4.0版規(guī)范及5.0版規(guī)范相繼將于2010年5月及2012年5月生效,其中5.0版要求可視屏幕對角尺寸為32英寸,、42英寸和60英寸的平板電視平均工作能耗從4.0版的不超過78 W,、115 W和210 W下降到不超過55 W、81 W和108 W,,相當于兩年時間內(nèi)降低能耗約50%,。
在液晶電視的總能耗中,統(tǒng)計顯示,,背光所消耗的電能比例高達2/3,。故液晶電視的另一項重要趨勢是采用新技術(shù)來提升背光及面板能效,降低能耗,。在液晶電視背光源方面,,目前冷陰極熒光燈(CCFL)背光源占據(jù)支配地位,但這個技術(shù)能耗高,,包含劇毒物質(zhì)汞不利于環(huán)保,,燈管呈條型或U型,使用壽命短,;相比較而言,,新興的發(fā)光二極管(LED)背光耗電量更小,,不含汞,尺寸更易于配置為更均勻的背光,,使用壽命更長,故LED背光在液晶電視中極具應(yīng)用潛力,。據(jù)統(tǒng)計,,2009年采用LED背光源的液晶電視比例為3%,預(yù)計未來幾年這一比例將迅速提高,,到2014年將達到50%,,完全可與CCFL背光分庭抗禮,并在這之后進一步取代CCFL背光,。
液晶電視電源包含功率因數(shù)校正(PFC),、信號電源、背光電源及ECO待機等多個組成部分,,不同部分往往包含不同的架構(gòu)可供選擇,,參見圖1。以PFC段為例,,可以選擇如臨界導(dǎo)電模式(CrM),、連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)或交錯式頻率鉗位臨界導(dǎo)電模式(FCCrM)等不同的PFC控制器。選擇何種電源架構(gòu),,需結(jié)合應(yīng)用的屏幕尺寸,、功率等級及背光源等因素。另外,,作為重要賣點的纖薄設(shè)計也影響著電源方案的選擇,。
圖1:液晶電視電源架構(gòu)多種多樣
1) 采用CCFL背光源的32英寸液晶電視電源架構(gòu)
例如,目前市場上銷量最大的是32英寸液晶電視,。在這類液晶電視中,,采用標準24 V逆變器電源的方案在市場上仍占據(jù)多數(shù),但新興的高壓液晶電視集成電源(HV-LIPS)的應(yīng)用也在不斷增多,,總體上呈現(xiàn)出并存的態(tài)勢,。采用標準24 V逆變器的傳統(tǒng)液晶電視在接受110/220 Vac市電輸入后,經(jīng)過整流,、PFC及濾波,,轉(zhuǎn)換為200/400 Vdc的直流高壓。由于傳統(tǒng)高壓逆變器的輸入電壓要求是24 Vdc,,故PFC的輸出電壓200/400 Vdc會經(jīng)過降壓轉(zhuǎn)換,,產(chǎn)生多路輸出電壓,其中一路24 Vdc電壓提供給高壓逆變器,,再經(jīng)過DC-AC轉(zhuǎn)換為超過1,000 V甚至達2,000 V的交流高壓,,去驅(qū)動液晶面板的CCFL陣列,。安森美半導(dǎo)體為這類傳統(tǒng)液晶電視推出了220 W液晶電視電源GreenPoint®參考設(shè)計,其中采用的關(guān)鍵元器件包括NCP1606 CrM PFC控制器,、NCP1396諧振半橋控制器及NCP1027待機控制器等,。
與這種采用標準24 V逆變器架構(gòu)的傳統(tǒng)電源不同,高壓LIPS方案將AC-DC,、DC-DC和逆變器結(jié)合在同一塊電路板上,,在獲得200/400 Vdc的PFC輸出后,會直接將這輸出電壓作為逆變器的輸入,,再通過DC-AC轉(zhuǎn)換為驅(qū)動CCFL陣列所需的超過1,000 Vac甚至達2,000 Vac的高壓,,這就消除了24 V轉(zhuǎn)換段,減少大量功率損耗及降低底盤發(fā)熱量,,提升系統(tǒng)總能效,,并降低系統(tǒng)成本,還符合“能源之星”等相關(guān)能效規(guī)范,。
圖2:安森美半導(dǎo)體32英寸高壓LIPS液晶電視電源GreenPoint®參考設(shè)計功能框圖