大尺寸LCD TV電源整體解決方案

隨著(zhù)成本及售價(jià)的不斷下降，LCD TV憑借其顯示效果和輕薄體積的優(yōu)勢，正逐步取代傳統CRT成為家用市場(chǎng)的主流產(chǎn)品，2007年全球LCD TV出貨量達到8600萬(wàn)臺，較2006年成長(cháng)58%。根據市場(chǎng)調研公司iSuppli的預測，2008年全球LCD TV出貨量將突破1億臺，并在2011年之前達到1.7億臺，除了價(jià)格因素之外，現有有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )從模擬信號到數字信號的轉換，也將在很大程度上刺激LCD TV的銷(xiāo)售。

LCD TV電源模塊設計面臨的挑戰

與相同尺寸傳統CRT相比，中大尺寸LCD TV無(wú)論是功耗還是成本都顯著(zhù)高于前者。因此，要想取代CRT成為主流產(chǎn)品，LCD TV必須合理降低功耗和制造成本，因為節能降耗已經(jīng)成為時(shí)代主題，而作為消費類(lèi)電子產(chǎn)品，價(jià)格始終會(huì )是用戶(hù)考慮的主要因素。

從功耗角度來(lái)看，ENERGY STAR(EPA V3.0)已經(jīng)明確規范電視產(chǎn)品的最大功耗，這一標準將于2008年11月1日正式生效。在EPA V3.0規范中電視產(chǎn)品允許的最大功耗與其尺

寸大小相對應(表2)，其中32英寸LCD TV的最大功耗要求低于120W，目前市面上銷(xiāo)售的LCD TV產(chǎn)品的功耗普遍高于新標準的上限。為通過(guò)ENERGY STAR的認證，設計工程師只有兩個(gè)選擇：對現有電源系統設計思路做根本性變革，降低電源轉換過(guò)程中的功率損失；或者降低背光亮度并減小音響系統的輸出功率，以減小LCD TV的耗電量。顯然后者是以犧牲用戶(hù)的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)感受為代價(jià)，前者才是最佳選擇，這是電源設計工程師所面臨的一大挑戰，即如何降低LCD TV的耗電量且不降低視聽(tīng)效果。

表1：ENERGY STAR V3.0版本對高清電視最大功耗的定義。

從成本角度來(lái)看，根據市場(chǎng)研究機構DisplaySearch的最新預測報告，未來(lái)3年LCD TV的整機制造成本將以10%到16%的比例逐步下滑，而42英寸以上的大尺寸產(chǎn)品成本降幅甚至要達到20%以上。電源模塊(包括背光電源)占整機成本相當大的比重，因此工程師需要通過(guò)簡(jiǎn)化電源模塊的設計來(lái)幫助降低成本。

表2：根據ENERGY STAR V3.0標準計算各尺寸LCD TV最大允許功耗。

為解決以上問(wèn)題，昂寶電子運用自身的電源行業(yè)經(jīng)驗及系統研發(fā)能力，對傳統LCD TV電源架構進(jìn)行優(yōu)化，整合自主開(kāi)發(fā)的PFC、QR、Flyback、Inverter等產(chǎn)品線(xiàn)的控制芯片，成功開(kāi)發(fā)出了應用于大尺寸LCD TV的整體電源解決方案，能夠節省約10%的能耗，并大幅降低電源模塊的制造成本。

圖1：昂寶電子針對23英寸以下LCD產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的62W LIPS電源。

LCD TV傳統方案分析及存在的問(wèn)題

由于負載的多樣性，LCD TV的電源設計也變得相對復雜，需要如AC功率因數校正、隔離式電源轉換、非隔離式負載點(diǎn)電源轉換以及各種各樣的電源監測保護功能，LCD TV產(chǎn)品正越來(lái)越多地依靠電源管理領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng )新來(lái)確立其在市場(chǎng)上的競爭力。

23英寸及以下的小尺寸LCD TV由于整機功率通常小于75W，不需要配置PFC線(xiàn)路，其供電模塊的設計和制造已經(jīng)相對成熟，早期分立的AC/DC主電源板和DC/AC逆變電源板出于降低制造成本的考慮已經(jīng)被整合到一塊PCB板上，即目前主流的LIPS(LCD Integrated Power System)結構，昂寶電子針對此類(lèi)應用開(kāi)發(fā)了多款LIPS電源，AC/DC部分轉換電路主要使用OB2263、OB2269和OB2202等芯片，DC/AC部分逆變器電路主要采用OB3316、OB3318和OB494P等芯片，小尺寸LCD TV內部只有電源板和信號處理主板兩塊PCB，而對于32英寸以上大尺寸LCD TV而言，其內部會(huì )相對復雜。

圖2所示為傳統32英寸LCD TV，內部主要包括3塊PCB板，即：信號處理主板，用于音頻視頻處理及系統控制等功能；AC/DC電源板，將市電的220V@50Hz或110V@60Hz交流輸入轉換成音頻系統、視頻系統、控制系統等所需要的24V/18V/12V/5V/3.3V等直流電壓，并實(shí)現功率因數校正、與輸入電網(wǎng)安全隔離等功能；DC/AC電源板，用于將AC/DC電源板輸出的24V或12V直流電壓再逆變升壓得到1000V@50Hz的交流電壓，以此高壓高頻正弦交流電壓來(lái)驅動(dòng)背光CCFL燈管，并實(shí)現背光亮度調節等功能。

圖2：傳統式LCD TV內置信號處理、AC/DC電源、DC/AC電源三塊PCB板。