平板电视中的开关电源开展趋向

　  消耗电子使用的电源设计不停都存在着外型、本钱和能效目的等方面的难应战。电视终端市场曾经从阴极射线管(CRT)技能转向等离子、液晶表现(LCD)和背投多种数字电视表现技能。此中，LCD曾经建立了分明的抢先上风，据展望，2008年液晶电视(LCD TV)的环球付运量将初次凌驾CRT电视的付运量，估计到达1亿部。与此同时，内容曾经从模仿变化到数字制式，表现器辨别率也曾经增长，并已普遍采取宽屏制式，也增加了画中画功效的多调谐器、全高清(1080p)、加强型音频乃至是因特网拜访等加强型特征。别的，CRT所存在的屏幕尺寸限定题目也消散，均匀屏幕尺寸曾经增大，致使32英寸的宽屏电视现在成为最受接待的型号，40～42英寸范畴则紧随厥后，而屏幕尺寸大于50英寸的电视也很罕见。固然接纳新技能推进了市场增加并改进了用户的寓目体验，但这种变化对环球能耗的影响也惹起越来越多的存眷。

　  从汗青来看，美国的“动力之星(ENERGYSTAR)”和欧盟的“生态标签(Eco-lable)”等面向消耗电子范畴的志愿性节能尺度将重点放在待性能耗的影响方面，但随着数字平板电视的遍及，相干的留意力曾经拓展到事情形式的能耗。真实天下中42英寸平板电视的能耗依据技能(液晶或等离子)、特征集和设计选择的差别介于180～500W之间。将这个功率范畴与29英寸CRT电视约100 W的能耗相比，可以看出，能耗增长的局部缘故原由要归结于增大的屏幕面积。但这不是所有的缘由，由于表现技能各不相反。举例来说，液晶电视在面板前面有一个背光子体系，这就增长了均匀功率。同时，因游戏、音悲观看、网页欣赏等运动惹起的电视机利用工夫也增长，并且家庭影院体系也推进了家庭增多利用动力。如许一来，标准和当局机构纷繁思索怎样应对这种变化。针对电视机的“动力之星”尺度正修正为3.0版的历程之中，将初次归入事情功率(active power)的相干标准。该尺度现在正处在终极草案检察阶段，目的是从2008年11月开端失效。此中的最大事情功率限定与表现技能(液晶、等离子或背投)有关，仅与屏幕面积和分辨率(高清或标清)有关。高清(HD)界说为辨别率高于垂直480线。依据屏幕尺寸和辨别率的差别，有几种算法可用于盘算最大事情功率限定。举例来说，面积介于680～1 068平方英寸(4387～6890cm2)之间范畴的高清电视所用的公式是：

　  Pmax=(0.240×屏幕面积+27)W

　  留意，面积的单元是平方英尺。

　  因而，一台32英寸的高

清电视大概会有120W的事情功率限定，而一台42英寸液晶电视的事情功率限定则会有208W。这些限定是依据对源自多家制造商，联合差别表现范例的多种代表性样品举行测试而设定的。关于受测样品而言，此中有27.4%经过了发起的事情和待秘密求。3.0版本的待性能耗要求并未改动，最大1W的限定曾经自2005年7月开端实行。

　  图1表现的是典范的32英寸液晶电视电源的功效框图。差别的电压输出端要为音频、背光、控制和信号处置等差别体系模块供电。主电源在电视机内并不发生所需的一切这些电压，相反，接纳的是当地线性和DC/DC转换器来为接口模块、模仿电路和信号处置电路供电。在控制音视频信号板上大概有5个大概更多的线性或高压降(LDO)稳压器，并有几个降压转换器来为深亚微米数字信号处置模块发生高压电源输出端。如图1所示，电视机制造商接纳支持90～265Vac电压的通用电源相称广泛。这就使单个电源设计实用于差别地域相反电视尺寸范畴的一系列电视机型号，并简化物流及低落开辟本钱。假如液晶电视旨在用于环球市场且功率高于75W，就有须要切合欧洲谐波增加尺度IEC 61000-3-2，因而就要利用事情功率因数控制段。关于尺寸大于26英寸的液晶电视而言，背光模块斲丧最大局部的电能，而24V电源输出端用于为逆变器段供电，逆变器驱动用于屏幕背光的冷阴极荧光灯(CCFL)。逆变器功效用于将24Vdc电压转换至高电压、低电流的交换信号，用于点亮及驱动灯。通常有两个主电源段，此中一个用于背光，另一个用于控制音/视频和信号处置。而在这个功率电平，SMPS段基于单开关准谐振(QR)或牢固频率脉宽调制(PWM)反激拓扑布局来完成。依据电视的特征集和12 V及5 V输出端所必要的电源差别，也大概有一个公用开关电源用作待机电源，以切合1W限定的待秘密求。关于较大尺寸的电视而言，所包罗的特征更多，并且用于音频、信号处置和控制功效的功率也在增长，使公用待机电源的利用变得愈加罕见。

　  随着屏幕面积增长，24Vdc输出端所要求的功率继续增长，直至不克不及再使用反激拓扑布局的开关电源。如许一来，多种支持更高功率的拓扑布局，包罗半桥双单感加单电容(HB LLC)拓扑布局等已被思索用于紧凑的空间上，完成高能效并且发生极低的电磁搅扰(EMI)。这种拓扑布局被视作串行谐振转换器。如图2所示，此中的LLC指的是电感-电感-电容设置装备摆设。第一个电感与代表第二个电感的变压器串联，而电容位于变压器的输入。这种办法面前的根本观点是半桥场效应管(

FET)由50

%占空比的波

形驱动，而功率经过改动频率来调治。通常状况下，如许设计使开关频率高于电路的谐振频率。在谁人地区，电流以开关来对电压举行耽误，并在零电压开关(ZVS)地区导通开关，这实践上消弭了电容开关消耗；并且由于这是谐振形式拓扑布局，它在极宽的功率范畴内都有很高的能效。

　  图3表现基于半桥LLC的完备电源的例子。在这个示例中，半桥LLC段发生多路输入。这设计是安森美半导体开辟的Greenpoint参考设计系列的构成局部，展示差别使用高能效电源拓扑布局。在这个示例中，在115和230 Vac主电源下，掩盖90～220W功率范畴的这电源都有着高于88%的总体能效。

　  除了在宽阔功率范畴内完成较高的总体能效，这电源还设计为低高度，最高度仅为25mm。关于平板电视而言，电源高度十分紧张，由于它是电视机总厚度的一个次要影响要素。业界关于设计可以利便地挂装在墙上的极薄平板电视的兴味日积月累[rì jī yuè lèi]。随着电视机壳体减小，且颠末电源的气流大概会有更多限定，纤薄轻颖的平板电视趋向为电源设计提出了进一步的应战。

　  随着大屏幕平板电视的增加，设计必要更高能效的高密度电源的应战推进着电源设计职员采取创新的电源架构。半桥谐振LLC可以完成平板电视所必要的能效和空间目的，同时还为代价敏感的消耗电子产品提供高性价比的办理方案。别的，随着新的事情功率尺度不停涌现并且消耗者认识到转向大屏幕所必要支付的动力本钱，越来越多的留意力放在高能效办理方案方面。这不但触及转向更高能效的电源办理方案，还触及到LCD面板。