大尺寸液晶电视ACDC电源架构及最新LED背光方案

2010-01-25 18:08:56来源: 互联网

      近年来,液晶电视(LCD TV)市场快速发展。市场研究机构DisplaySearch预计,2008年到2012年间的年复合增长率(CAGR)高达16%,其中2009年的付运总量预计达1.4亿台,而这一数字到2012年将超过2亿。

  在市场规模迅速扩大的同时,在规范标准及绿色营销的压力下,液晶电视的工作及待机能耗也越来越低。如“能源之星”4.0版规范及5.0版规范相继将于2010年5月及2012年5月生效,其中5.0版要求可视屏幕对角尺寸为32英寸、42英寸和60英寸的平板电视平均工作能耗从4.0版的不超过78 W、115 W和210 W下降到不超过55 W、81 W和108 W,相当于两年时间内降低能耗约50%。

  在液晶电视的总能耗中,统计显示,背光所消耗的电能比例高达2/3。故液晶电视的另一项重要趋势是采用新技术来提升背光及面板能效,降低能耗。在液晶电视背光源方面,目前冷阴极荧光灯(CCFL)背光源占据支配地位,但这个技术能耗高,包含剧毒物质汞不利于环保,灯管呈条型或U型,使用寿命短;相比较而言,新兴的发光二极管(LED)背光耗电量更小,不含汞,尺寸更易于配置为更均匀的背光,使用寿命更长,故LED背光在液晶电视中极具应用潜力。据统计,2009年采用LED背光源的液晶电视比例为3%,预计未来几年这一比例将迅速提高,到2014年将达到50%,完全可与CCFL背光分庭抗礼,并在这之后进一步取代CCFL背光。

  液晶电视电源包含功率因数校正(PFC)、信号电源、背光电源及ECO待机等多个组成部分,不同部分往往包含不同的架构可供选择,参见图1。以PFC段为例,可以选择如临界导电模式(CrM)、连续导电模式(CCM)或交错式频率钳位临界导电模式(FCCrM)等不同的PFC控制器。选择何种电源架构,需结合应用的屏幕尺寸、功率等级及背光源等因素。另外,作为重要卖点的纤薄设计也影响着电源方案的选择。

图1:液晶电视电源架构多种多样

1) 采用CCFL背光源的32英寸液晶电视电源架构

  例如,目前市场上销量最大的是32英寸液晶电视。在这类液晶电视中,采用标准24 V逆变器电源的方案在市场上仍占据多数,但新兴的高压液晶电视集成电源(HV-LIPS)的应用也在不断增多,总体上呈现出并存的态势。采用标准24 V逆变器的传统液晶电视在接受110/220 Vac市电输入后,经过整流、PFC及滤波,转换为200/400 Vdc的直流高压。由于传统高压逆变器的输入电压要求是24 Vdc,故PFC的输出电压200/400 Vdc会经过降压转换,产生多路输出电压,其中一路24 Vdc电压提供给高压逆变器,再经过DC-AC转换为超过1,000 V甚至达2,000 V的交流高压,去驱动液晶面板的CCFL阵列。安森美半导体为这类传统液晶电视推出了220 W液晶电视电源GreenPoint®参考设计,其中采用的关键元器件包括NCP1606 CrM PFC控制器、NCP1396谐振半桥控制器及NCP1027待机控制器等。

  与这种采用标准24 V逆变器架构的传统电源不同,高压LIPS方案将AC-DC、DC-DC和逆变器结合在同一块电路板上,在获得200/400 Vdc的PFC输出后,会直接将这输出电压作为逆变器的输入,再通过DC-AC转换为驱动CCFL阵列所需的超过1,000 Vac甚至达2,000 Vac的高压,这就消除了24 V转换段,减少大量功率损耗及降低底盘发热量,提升系统总能效,并降低系统成本,还符合“能源之星”等相关能效规范。


图2:安森美半导体32英寸高压LIPS液晶电视电源GreenPoint®参考设计功能框图

  

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关键字:液晶电视  AC-DC  LED背光

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/szds/2010/0125/article_1243.html
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