中大尺寸液晶電視AC-DC電源架構及最新LED背光方案

中大尺寸液晶電視AC-DC電源架構及最新LED背光方案

近年來(lái)，液晶電視(LCD TV)市場(chǎng)快速發(fā)展。市場(chǎng)研究機構DisplaySearch預計，2008年到2012年間的年復合增長(cháng)率(CAGR)高達16%，其中2009年的付運總量預計達1.4億臺，而這一數字到2012年將超過(guò)2億。

在市場(chǎng)規模迅速擴大的同時(shí)，在規范標準及綠色營(yíng)銷(xiāo)的壓力下，液晶電視的工作及待機能耗也越來(lái)越低。如“能源之星”4.0版規范及5.0版規范相繼將于2010年5月及2012年5月生效，其中5.0版要求可視屏幕對角尺寸為32英寸、42英寸和60英寸的平板電視平均工作能耗從4.0版的不超過(guò)78 W、115 W和210 W下降到不超過(guò)55 W、81 W和108 W，相當于兩年時(shí)間內降低能耗約50%。

在液晶電視的總能耗中，統計顯示，背光所消耗的電能比例高達2/3。故液晶電視的另一項重要趨勢是采用新技術(shù)來(lái)提升背光及面板能效，降低能耗。在液晶電視背光源方面，目前冷陰極熒光燈(CCFL)背光源占據支配地位，但這個(gè)技術(shù)能耗高，包含劇毒物質(zhì)汞不利于環(huán)保，燈管呈條型或U型，使用壽命短；相比較而言，新興的發(fā)光二極管(LED)背光耗電量更小，不含汞，尺寸更易于配置為更均勻的背光，使用壽命更長(cháng)，故LED背光在液晶電視中極具應用潛力。據統計，2009年采用LED背光源的液晶電視比例為3%，預計未來(lái)幾年這一比例將迅速提高，到2014年將達到50%，完全可與CCFL背光分庭抗禮，并在這之后進(jìn)一步取代CCFL背光。

液晶電視電源包含功率因數校正(PFC)、信號電源、背光電源及ECO待機等多個(gè)組成部分，不同部分往往包含不同的架構可供選擇，參見(jiàn)圖1。以PFC段為例，可以選擇如臨界導電模式(CrM)、連續導電模式(CCM)或交錯式頻率鉗位臨界導電模式(FCCrM)等不同的PFC控制器。選擇何種電源架構，需結合應用的屏幕尺寸、功率等級及背光源等因素。另外，作為重要賣(mài)點(diǎn)的纖薄設計也影響著(zhù)電源方案的選擇。

圖1：液晶電視電源架構多種多樣

1) 采用CCFL背光源的32英寸液晶電視電源架構
例如，目前市場(chǎng)上銷(xiāo)量最大的是32英寸液晶電視。在這類(lèi)液晶電視中，采用標準24 V逆變器電源的方案在市場(chǎng)上仍占據多數，但新興的高壓液晶電視集成電源(HV-LIPS)的應用也在不斷增多，總體上呈現出并存的態(tài)勢。采用標準24 V逆變器的傳統液晶電視在接受110/220 Vac市電輸入后，經(jīng)過(guò)整流、PFC及濾波，轉換為200/400 Vdc的直流高壓。由于傳統高壓逆變器的輸入電壓要求是24 Vdc，故PFC的輸出電壓200/400 Vdc會(huì )經(jīng)過(guò)降壓轉換，產(chǎn)生多路輸出電壓，其中一路24 Vdc電壓提供給高壓逆變器，再經(jīng)過(guò)DC-AC轉換為超過(guò)1,000 V甚至達2,000 V的交流高壓，去驅動(dòng)液晶面板的CCFL陣列。安森美半導體為這類(lèi)傳統液晶電視推出了220 W液晶電視電源GreenPoint?參考設計，其中采用的關(guān)鍵元器件包括NCP1606 CrM PFC控制器、NCP1396諧振半橋控制器及NCP1027待機控制器等。