簡析高壓背光逆變器改善液晶電視性能

數字電視在全球范圍的應用，讓消費者體驗到以往CRT電視所沒有的高分辨率。液晶電視則是發揮數字電視優勢的下一代家電設備。因而消費者正不斷需要屏幕更大、更薄、功耗更低、分辨率更高、價格更低的電視機。

采用高壓背光逆變器來替代現有的低壓背光逆變器，是提高液晶電視性能并降低整體系統成本的手段之一。

采用高壓背光逆變器的優點在于：逆變器直接連接功率因數校正(power factor correction, PFC)級，無需DC-DC轉換器；而低壓背光逆變器則需要在PFC級之后添加一個DC-DC轉換器。事實上，在高壓背光逆變器解決方案中，為其它負載供電所用的DC-DC轉換器只需處理整個液晶電視約30%的功率，這是因為液晶電視中背光單元的典型功耗占總功耗的70%。因此，采用高壓背光逆變器能夠降低DC-DC轉換器中變壓器和MOSFET的成本。

高壓逆變器通常采用半橋電路拓撲架構。不過，由于半橋電路很難在每種狀況下都實現零電壓開關(Zero Voltage Switching, ZVS)，因此，一般需要將阻隔二極管(blocking diode)與MOSFET串聯，同時并聯一個快速恢復二極管(fast recovery diode, FRD)。

雖然MOSFET本身內置了二極管，但如果半橋電路沒有在ZVS狀態下工作，那么內置二極管的反向恢復電流在該MOSFET導通時就會流入其它MOSFET。這會在導通電阻(RDS(ON))上產生很大的熱量，使得第二個MOSFET的溫度升高，進而使該MOSFET的反向恢復電流在其關斷時增大。第二個MOSFET中反向恢復電流的增大，將會導致第一個MOSFET的功耗和反向恢復電流增加。

這種正反饋效應會使MOSFET的溫度不斷升高，直到耗散熱量與產生熱量相等為止。

通常，典型MOSFET中內置的二極管的反向恢復電流都較大，因此，液晶電視廠家都采用半橋解決方案，使用串聯阻隔二極管來防止內置二極管導通。

要解決液晶電視的功耗設計問題，可以采用飛兆半導體的Ultra FRFETTM解決方案，其MOSFET采用出眾的壽命控制工藝以大幅降低反向恢復電流。

Ultra FRFET具有如下優點：
-軟開關反向恢復特性
-反向恢復電流小，保持良好的液晶電視EMI性能
-柵極電荷(Qg)小，降低了導通和關斷的開關損耗
-具有更高的二極管dv/dt抗擾性(達20V/ns)，一般 MOSFET僅達到4.5V/ns
-在高溫高頻條件下具有高可靠性

在液晶電視高壓背光逆變器應用中，Ultra FRFET無需阻隔二極管和快速恢復二極管，也可以很好地工作，非常適合調光鎮流器應用。