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液晶电视电源的最新发展趋势探析

安森美半导体?? 2009年01月13日 ?? 收藏0

  凭借着大屏幕、低厚度和高清晰等众多优势,液晶电视(LCD TV)在市场上的渗透率快速提升,有市场研究预计,2009年液晶电视的总体市场占有率将达到50%。而随着屏幕尺寸不断突破,液晶电视的功率也水涨船高。较高的功率消耗会直接增加消费者的电费开支,并与节能环保的趋势相背离。因此,各国政府及规范机构纷纷出台或更新针对电视的能效规范,如美国环保署(EPA)发布的“能源之星”3.0版电视规范自2008年11月1日开始生效。

  LIPS解决方案取代传统液晶电视电源

  为了降低较大尺寸液晶电视的电能消耗,使其符合各种能效规范,并帮助降低系统成本及减小解决方案尺寸,使液晶电视更受消费者欢迎,就液晶电视电源而言,我们可以采取通过多种途径。

采用标准直流24 V逆变器的传统液晶电视开关电源框图

  图1:采用标准直流24 V逆变器的传统液晶电视开关电源框图。

  传统液晶电视电源主要包括交流-直流(AC-DC)转换、直流-直流(DC-DC)转换及高压逆变器这几个部分。AC-DC和DC-DC位于同一块电路板,而逆变器为独立电路板,通常与液晶面板一起提供。其中,AC-DC电源部分,市电110 Vac/220 Vac电压经过整流、功率因数校正(PFC)和滤波,转换为200 V/400 V的直流高压。由于传统逆变器的输入电压要求是24 V,所以PFC的输出电压200 V/400 V电压须经过降压转换,产生多路的输出电压,其中一路24 V电压提供给逆变器,即再经过直流-交流(DC-AC)转换为超过1,000 V甚至达2,000 V的高压,去驱动液晶面板的CCFL背光灯。这种标准24 V逆变器液晶电视开关电源的功能框图如图1所示。

  目前市场上的液晶电视电源中,这种传统的电源仍然占多数。值得一提的是,在各种尺寸的液晶电视型号中,大于26英寸特别是32英寸及更大尺寸的液晶电视在市场中占据主导地位。而针对26英寸及以上尺寸的液晶电视,近年来涌现出一种新的逆变器概念——高压液晶显示集成电源(LCD Integrated Power Supply,缩写为LIPS)。与逆变器位于独立电路板的传统电源不同,这种LIPS解决方案将AC-DC、DC-DC和逆变器结合在同一块电路板上,

  在经过对市电进行整流、PFC和滤波并获得200 V/400 V直流电压后,会直接采用200 V/400 V电压作为逆变器的输入,通过DC-AC升压转换为液晶面板所需的超过1,000 V甚至达2,000 V的高压。这样就消除24 V转换段,减少了先降压至24 V再大幅升压背光源用一两千伏高压过程中存在的大量功率损耗,从而提升系统能效,减少底盘发热量,并降低总成本。

安森美半导体针对32英寸液晶电视的全桥高压LIPS解决方案功能框图  

图2:安森美半导体针对32英寸液晶电视的全桥高压LIPS解决方案功能框图。

  在这方面,安森美半导体与Microsemi公司合作,结合双方专长,提供适合多种功率等级的高压LIPS整套解决方案。目前,已合作开发针对32英寸液晶电视的LIPS解决方案(如图2志示)。在系统主板电源方面,这解决方案采用了安森美半导体的NCP1606 PFC控制器,以及充当辅助开关电源的NCP1351 PWM控制器;而在LIPS逆变器部分,采用了Microsemi使用软开关技术的LX6503移相全桥驱动器,它可以在固定工作频率进行零电压开关(ZVS)。与半桥架构相比,这种全桥逆变器解决方案具有显著优势,如减少电磁干扰(EMI)和功率损耗,同时改善背光灯的驱动电流波形,桥上无需使用额外的功率二极管,这全桥结构所采用的4个MOSFET和变压器中的电流规格是半桥结构的一半,它能够通过隔离变压器直接驱动功率MOSFET,更易于实现初级端过流保护(OCP)等。

  为了更好应对市场对更大尺寸LIPS液晶电视的需求,安森美半导体正在开发下一代的LIPS液晶电视参考设计,并计划于2009年中推出46/47英寸参考设计。在LIPS逆变器部分,采用与32英寸方案相同的全桥逆变器和背光控制器LX6503,但输出功率大幅提高,可以驱动更多的CCFL灯。而在系统主板电源方面,可以根据具体设计要求来灵活选择安森美半导体的解决方案,如NCP1601、NCP1606或NCP1631等PFC控制器,以及NCP1351或NCP1379等PWM控制器。这新的解决方案采用带有继电器的专用待机开关电源,支持低至150 mW的超低待机能耗。这解决方案电路板上的元件高度低于16 mm(系统总度度低于20 mm),支持更纤薄液晶电视设计。

  值得一提的是,美国/北美和中国/欧盟等不同区域市场对电源的要求不尽相同,安森美半导体针对世界上不同区域的不同电源要求,提供相应的电源解决方案,旨在优化设计、缩小系统尺寸及降低成本。


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LIPS? 液晶电视电源? PFC?

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