安森美半導(dǎo)體綠色節(jié)能技術(shù)造就高能效液晶電視

1、    安森美半導(dǎo)體綠色節(jié)能技術(shù)造就高能效液晶電視        安森美半導(dǎo)體 時(shí)間:2009年09月03日     字 體: 大 中 小        關(guān)鍵詞:        摘 要：關(guān)鍵詞： 液晶電視；電源；節(jié)能；LIPS；LCD TV?基于上述原因，液晶電視制造商需要采用更

2、高能效的電源使其產(chǎn)品更加綠色環(huán)保，以增加產(chǎn)品市場(chǎng)賣點(diǎn)，增強(qiáng)對(duì)消費(fèi)者的吸引力。安森美半導(dǎo)體身為全球領(lǐng)先的高性能、高能效硅方案供應(yīng)商，為了配合客戶需求，通過(guò)系統(tǒng)途徑，采用架構(gòu)創(chuàng)新，使用更節(jié)能的技術(shù)(例如跳周期等)，幫助提高液晶電視能效、降低待機(jī)能耗，并改善功率因數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)逆變器電源架構(gòu)的降耗之道傳統(tǒng)液晶電視電源主要包括交流直流(AC-DC)轉(zhuǎn)換、直流直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換以及將低壓直流轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏航涣?DC-AC)的逆變器幾個(gè)部分。AC-DC和DC-DC位于同一塊電路板，而高壓逆變器位于獨(dú)立電路板，通常與液晶面板一起提供。其中，在AC-DC電源部分，市電AC 110/220 V電壓經(jīng)過(guò)整流、功率因數(shù)校

3、正(PFC)和濾波，轉(zhuǎn)換為DC 200/400 V的直流高壓。由于傳統(tǒng)高壓逆變器的輸入電壓要求為DC 24 V，所以PFC的輸出電壓DC 200/400 V經(jīng)過(guò)降壓轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生多路的輸出電壓，其中一路DC 24 V電壓提供給高壓逆變器，即再經(jīng)過(guò)DC-AC轉(zhuǎn)換為超過(guò)1 000 V甚至達(dá)2 000 V的高壓，以驅(qū)動(dòng)液晶面板的冷陰極熒光燈(CCFL)陣列。這種標(biāo)準(zhǔn)24 V逆變器液晶電視開(kāi)關(guān)電源的功能框圖如圖1所示。創(chuàng)新的LIPS架構(gòu)實(shí)現(xiàn)更高效電源轉(zhuǎn)換針對(duì)26英寸及26英寸以上的液晶電視，近年來(lái)涌現(xiàn)出一種新的逆變器概念高壓液晶顯示集成電源LIPS(LCD Integrated Power Supply)

4、。與逆變器位于獨(dú)立電路板的傳統(tǒng)電源不同，LIPS解決方案將AC-DC、DC-DC和逆變器組合在同一塊電路板上，在對(duì)市電進(jìn)行整流、PFC和濾波并獲得200 V/400 V直流電壓后，直接采用200 V/400 V電壓作為逆變器的輸入，通過(guò)DC-AC升壓轉(zhuǎn)換為液晶面板所需的1 000 V2 000 V的高壓。該方案消除了24 V轉(zhuǎn)換段，大量減少了功率損耗，從而提升了系統(tǒng)能效，減少了底盤發(fā)熱量，并降低了總成本。安森美半導(dǎo)體與Microsemi公司合作，結(jié)合雙方專長(zhǎng)，提供適合多種功率等級(jí)的高壓LIPS整套解決方案。目前，已合作開(kāi)發(fā)針對(duì)32英寸液晶電視的高壓LIPS參考設(shè)計(jì)，如圖2所示。該解決方案同樣采

5、用了NCP1606 PFC控制器，以及充當(dāng)輔助開(kāi)關(guān)電源的NCP1351 PWM控制器。NCP1351是安森美半導(dǎo)體專有的高能效反激控制器，它采用準(zhǔn)諧振固定導(dǎo)通時(shí)間(FON)控制原理，在負(fù)載要求變小時(shí)降低反激轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)頻率，該器件使得大多數(shù)液晶電視無(wú)需應(yīng)用專用的待機(jī)電源即可工作。置于次級(jí)端的2個(gè)額外開(kāi)關(guān)會(huì)在待機(jī)模式斷開(kāi)主電源負(fù)載，從而免除待機(jī)模式下的寄生損耗。?由分析可知，安森美半導(dǎo)體高壓LIPS液晶電視電源參考設(shè)計(jì)配合更高能效電源的需求，滿足“能源之星”3.0版電視標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工作效率及待機(jī)能耗的要求，并符合IEC 61000-3-2諧波含量要求。該參考設(shè)計(jì)在50 mW負(fù)載時(shí)的典型待機(jī)能耗僅為40

6、0 mW，超越了世界各地的待機(jī)能耗規(guī)范要求。安森美半導(dǎo)體充分發(fā)揮專有的可變頻率控制架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，從反激段實(shí)現(xiàn)達(dá)60 W的輸出，既符合待機(jī)要求，又無(wú)需另設(shè)專用待機(jī)電源。新穎PFC架構(gòu)配合超薄液晶電視設(shè)計(jì)液晶電視電子模塊部分厚度趨向低于10 mm。如此纖薄的厚度，給電源設(shè)計(jì)帶來(lái)更苛刻的挑戰(zhàn)，例如需要使用低高度的變壓器(對(duì)要考慮隔離和漏電的高壓LIPS特別關(guān)鍵)或多個(gè)部件(PFC線圈)串聯(lián)，并采用低高度的散熱片，對(duì)部件進(jìn)行水平安裝，且將垂直插入的所有電容的高度限制在10 mm以下。采用安森美半導(dǎo)體的NCP1606和NCP1654等PFC控制器，可以降低液晶電視厚度。為了支持低至10 mm的極纖薄設(shè)計(jì)，

7、可以采用2顆相對(duì)較小的NCP1601芯片，采用交錯(cuò)式架構(gòu)來(lái)予以實(shí)現(xiàn)，如圖4所示。所謂交錯(cuò)式PFC，其主要原理是在原本放置單個(gè)較大PFC的地方并行放置2個(gè)功率為一半的較小PFC。這2個(gè)較小PFC以180°的相移交替工作，它們?cè)谳斎攵嘶蜉敵龆死奂訒r(shí)，每相電流紋波的主要部分將抵消。安森美半導(dǎo)體計(jì)劃于今年推出新的交錯(cuò)式PFC控制器NCP1631單芯片方案，替代2顆NCP1601，它可以實(shí)現(xiàn)同樣的極低設(shè)計(jì)高度，適合10 mm厚度的極纖薄液晶電視設(shè)計(jì)，擴(kuò)展了其功率范圍，減少了電流紋波。進(jìn)一步降低待機(jī)能耗2008年11月開(kāi)始生效的“能源之星”3.0版電視規(guī)范針對(duì)待機(jī)能耗的標(biāo)準(zhǔn)是低于1 W。盡管該標(biāo)準(zhǔn)不是強(qiáng)制要求，但在市場(chǎng)上仍然具有很高的指導(dǎo)意義。未來(lái)，液晶電視的待機(jī)能耗將進(jìn)一步降低。例如，在增加小型專用微處理器的條件下輸出功率為50 W時(shí)能耗低于600 mW，采用專用待機(jī)開(kāi)關(guān)電源條件下能耗低于400 mW，及采用專用待機(jī)開(kāi)關(guān)電源并增加繼電器(從而在待機(jī)時(shí)斷開(kāi)所有PFC和開(kāi)關(guān)電源)時(shí)能耗低于200 mW。安森美半導(dǎo)體采用系統(tǒng)途徑，提升液晶電視電源的轉(zhuǎn)換能效，降低待機(jī)能耗及改善功率因