中大尺寸液晶電視AC-DC電源架構及LED背光方案

　　近年來，液晶電視(LCD TV)市場快速發展。市場研究機構DisplaySearch預計，2008年到2012年間的年復合增長率(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2億。

　　在市場規模迅速擴大的同時，在規范標準及綠色營銷的壓力下，液晶電視的工作及待機能耗也越來越低。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78 W、115 W和210 W下降到不超過55 W、81 W和108 W，相當于兩年時間內降低能耗約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來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，但這個技術能耗高，包含劇毒物質汞不利于環保，燈管呈條型或U型，使用壽命短;相比較而言，新興的發光二極管(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，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待機等多個組成部分，不同部分往往包含不同的架構可供選擇，參見圖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，作為重要賣點的纖薄設計也影響著電源方案的選擇。

　　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，目前市場上銷量最大的是32英寸液晶電視。在這類液晶電視中，采用標準24 V逆變器電源的方案在市場上仍占據多數，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，經過整流、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會經過降壓轉換，產生多路輸出電壓，其中一路24 Vdc電壓提供給高壓逆變器，再經過DC-AC轉換為超過1,000 V甚至達2,000 V的交流高壓，去驅動液晶面板的CCFL陣列。安森美半導體為這類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。