GreenPoint 32英寸高壓LIPS液晶電視電源參考設計

本參考設計提供充足的靈活性，配合多種輸出配置，而只須對BOM作簡單調整。NCP1351B反激設計能夠靈活的支持多達4個獨特電壓輸出。本參考設計所使用的標準配置(SMPS1)擁有5 Vdc和12 Vdc輸入，以及24 Vdc電壓輸出。表2中列出了多種可選配置，能夠用于配合不同的電源機制。

表2：反激轉換器段標準及可選輸出電壓配置

高壓背光逆變器電源段

1) 半橋與全橋拓撲結構比較

高壓逆變器能夠采用半橋或全橋拓撲結構實現。決定采用何種拓撲結構要考慮多項因素。與半橋結構引比，全橋拓撲結構擁有眾多優勢，如固定工作頻率時零電壓開關(ZVS)、降低EMI及功率損耗、減輕MOSFET開關應力及減少散熱等。此外，在全橋拓撲結構下，由于控制器工作在固定頻率，有可能將開關頻率與視頻頻率同步，避免任何可能的背光子系統干擾影響視頻圖像。

2) LX6503背光控制器

本參考設計采用了Microsemi的LX6503背光控制器。LX6503是一款高性能CCFL控制器，旨在用于液晶電視及其它多燈LCD顯示系統。它經過了特別優化，是用于高壓逆變器架構的一種高性價比解決方案。這控制器提供一對推挽式(push-pull) PWM驅動信號，在增加簡單的外部電路的情況下，具有足夠的能力驅動推挽式半橋或全橋CCFL逆變器。

3) CCFL驅動及電流平衡

必須仔細考慮CCFL燈啟動及電流平衡，從而擁有可靠的背光系統。本參考設計中使用的JIN平衡器(balancer)解決方案能夠提供極佳的燈電流平衡功能，同時還結合頻率掃描(frequency sweeping)j啟動技術 ，確保可靠的燈啟動。JIN平衡器基于平衡變壓器的電磁耦合原理，產生額外的校正電壓給燈，從而均衡燈電流。這平衡器網絡的基本配置如圖1所示。平衡器次級繞組的串行回路均衡了初級端電流，并提供燈電路之間的耦合機制。有了這樣的耦合機制，如果其中某個燈未啟動，已經啟動的燈的能量將自動耦合至未啟動燈電路的初級繞組，從而增加燈電壓，幫助其啟動。如圖1所示，平衡器網絡的繞線配置是一致的，而不管燈數量是多少。此外，一種類型的平衡器變壓器能夠適應幾乎所有燈尺寸。這些特性使JIN平衡器解決方案能夠非常靈活地用于CCFL逆變器應用。

圖1：JIN平衡器網絡的基本配置及波形圖

32英寸液晶電視背光子系統的典型配置是：

·12個燈

·所有燈一起連接至共用地

·系統電流感測在地線上

·所有燈采用單輸出高壓變壓器“同相(in phase)”驅動

總體能效性能及應用優勢

本參考設計的重點在于以高能效的架構提供極佳的參數性能，這架構在所有電源轉換段的工作損耗都較低。下面的表3中介紹了一些典型的性能數據，其中反激及PFC段的負載為不同測試負載條件下的負載。逆變器能效為估計值，因為直接在高壓燈上精確地測量輸出功率非常困難，而且精度不夠高。在典型負載條件下，PFC在完整線路輸入范圍下的能效高于95%，反激轉換器在37 W典型負載配置下的峰值能效為78%。顧及根據所采用的交叉穩壓技術的不同5 V和12 V輸出上出現的額外損耗，這個數值可謂相當不錯。逆變器的能效得到的優化，這要歸因于全橋零電壓開關拓撲結構將開關損耗減至最小。支撐它的一項論據是這樣的事實：全橋MOSFET使用表面貼裝DPAK器件，不需要任何額外散熱片。

表3：安森美半導體高壓LIPS液晶電視電源參考設計的總體能效性能

總的來看，安森美半導體這款32英寸高壓LIPS液晶電視電源參考設計采用優化的架構，具有極高的能效及極低的待機能耗，符合各種能效規范的工作能效、最大工作能效及待機能耗要求。本參考設計的功能框圖如圖2所示：

圖2：安森美半導體32英寸高壓LIPS液晶電視電源參考設計功能框圖

總結：

安森美半導體這款GreenPoint參考設計支持新興的高壓LIPS架構，直接從PFC段而非傳統的24 V為逆變器供電，從而省下一個從PFC段到24 V的完整電源轉換部分。此外，這參考設計采用了高能效專有架構的NCP1351反激控制器，免除了與專用待機電源相關的需求及開銷，從而進一步簡化了解決方案。這款參考設計中展示的架構具有高度的靈活性，支持多種電壓/電流配置，而只需對原理圖及所用元件作出極小改動。最后，因為使用了采用零電壓開關全橋拓撲結構的先進背光控制器，逆變器電源能夠輕易地擴展，支持高至42英寸的多種液晶電視尺寸。客戶利用這高能效先進參考設計，可縮短開發周期，加快產品上市進程。