- 采用CCFL背光源的32英寸液晶電視電源架構
- 46英寸液晶電視電源架構
- 中大尺寸液晶電視最新LED背光方案
近年來(lái)，液晶電視(LCDTV)市場(chǎng)快速發(fā)展。市場(chǎng)研究機構DisplaySearch預計，2008年到2012年間的年復合增長(cháng)率(CAGR)高達16%，其中2009年的付運總量預計達1.4億臺，而這一數字到2012年將超過(guò)2億。
在市場(chǎng)規模迅速擴大的同時(shí)，在規范標準及綠色營(yíng)銷(xiāo)的壓力下，液晶電視的工作及待機能耗也越來(lái)越低。如“能源之星”4.0版規范及5.0版規范相繼將于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(guò)78W、115W和210W下降到不超過(guò)55W、81W和108W，相當于兩年時(shí)間內降低能耗約50%。
在液晶電視的總能耗中，統計顯示，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(lái)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)背光源占據支配地位，但這個(gè)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(cháng)，故LED背光在液晶電視中極具應用潛力。據統計，2009年采用LED背光源的液晶電視比例為3%，預計未來(lái)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(jìn)一步取代CCFL背光。
液晶電視電源包含功率因數校正(PFC)、信號電源、背光電源及ECO待機等多個(gè)組成部分，不同部分往往包含不同的架構可供選擇，參見(jiàn)圖1。以PFC段為例，可以選擇如臨界導電模式(CrM)、連續導電模式(CCM)或交錯式頻率鉗位臨界導電模式(FCCrM)等不同的PFC控制器。選擇何種電源架構，需結合應用的屏幕尺寸、功率等級及背光源等因素。另外，作為重要賣(mài)點(diǎn)的纖薄設計也影響著(zhù)電源方案的選擇。
圖1：液晶電視電源架構多種多樣
1)采用CCFL背光源的32英寸液晶電視電源架構
例如，目前市場(chǎng)上銷(xiāo)量最大的是32英寸液晶電視。在這類(lèi)液晶電視中，采用標準24V逆變器電源的方案在市場(chǎng)上仍占據多數，但新興的高壓液晶電視集成電源(HV-LIPS)的應用也在不斷增多，總體上呈現出并存的態(tài)勢。采用標準24V逆變器的傳統液晶電視在接受110/220Vac市電輸入后，經(jīng)過(guò)整流、PFC及濾波，轉換為200/400Vdc的直流高壓。由于傳統高壓逆變器的輸入電壓要求是24Vdc，故PFC的輸出電壓200/400Vdc會(huì )經(jīng)過(guò)降壓轉換，產(chǎn)生多路輸出電壓，其中一路24Vdc電壓提供給高壓逆變器，再經(jīng)過(guò)DC-AC轉換為超過(guò)1,000V甚至達2,000V的交流高壓，去驅動(dòng)液晶面板的CCFL陣列。安森美半導體為這類(lèi)傳統液晶電視推出了220W液晶電視電源GreenPoint®參考設計，其中采用的關(guān)鍵元器件包括NCP1606CrMPFC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24V逆變器架構的傳統電源不同，高壓LIPS方案將AC-DC、DC-DC和逆變器結合在同一塊電路板上，在獲得200/400Vdc的PFC輸出后，會(huì )直接將這輸出電壓作為逆變器的輸入，再通過(guò)DC-AC轉換為驅動(dòng)CCFL陣列所需的超過(guò)1,000Vac甚至達2,000Vac的高壓，這就消除了24V轉換段，減少大量功率損耗及降低底盤(pán)發(fā)熱量，提升系統總能效，并降低系統成本，還符合“能源之星”等相關(guān)能效規范。
針對高壓LIPS架構的液晶電視需求，安森美半導體與Microsemi公司合作，推出了用于32英寸液晶電視的比高壓LIPS參考設計。這參考設計采用簡(jiǎn)單直接的CrMPFC段，且無(wú)額外待機開(kāi)關(guān)電源，性?xún)r(jià)比極高。這參考設計采用了安森美半導體的NCP1607PFC控制器、NCP1351或NCP1219帶低待機能耗模式的反激轉換控制器，以及Microsemi的LX6503背光控制器等關(guān)鍵IC。這完整液晶電視LIPS電源參考設計功能框圖見(jiàn)圖2。
圖2：安森美半導體32英寸高壓LIPS液晶電視電源GreenPoint®參考設計功能框圖
值得一提的，這參考設計架構具有高度的靈活性，而只需對原理圖及所用元件作出極小改動(dòng)，即可支持多種電壓/電流配置。而且由于使用了采用零電壓開(kāi)關(guān)全橋拓撲結構的先進(jìn)背光控制器，逆變器電源能夠輕易地擴展，支持26英寸到42英寸的多種液晶電視尺寸?？蛻?hù)利用這高能效先進(jìn)參考設計，可縮短開(kāi)發(fā)周期，加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。
2)46英寸液晶電視電源架構
安森美半導體還針對更高功率的液晶電視推出了46英寸液晶電視電源參考，這電源參考適合任何類(lèi)型的背光方案，能擴展支持40/42英寸或52/55英寸液晶電視，參見(jiàn)圖3。
圖3：安森美半導體46英寸液晶電視電源參考功能框圖
