led背光电视节能技术的研究与应用

LED背光电视节能技术的研究与应用在2009年12月份的哥本哈根全球气候峰会之后，在世界范围内正在掀起一场以节能为主题的技术革命。在国内消费类电子行业，国家倡导的节能减排，绿色环保的低碳经济理念，正在引导市场形成新的消费理念和价值观，电子产品的节能环保在带来新的市场机遇的同时，也将大大加快企业形成新的核心竞争力和利润增长点。在彩电行业内，新技术新产品不断涌现，以阴极射线管（CRT）时代的模拟电视，已经被液晶背光模组中的CCFL（EEFL）所取代，为了进一步降低能耗，以LED背光模组为主的液晶电视正在大规模的推广应用。基于此，我们主要从以下四个方面进行分析和研究，以进一步提高LED背光电视的节能指标1、无继电器待机小于03W技术待机功耗是节能的重要指标之一。平板电视被动待机功率限定值生效时间2012年1月1日之前2012年1月1日之后被动待机功率/W10050根据国家对彩电待机功耗的限定值标准，2012年1月1日之后，要求待机功耗050W，而且欧洲国家已经强制执行。对此，我们可以通过新技术和方法来进一步降低待机功耗，做到030W，若能广泛推广，则对节能减排具有较大贡献。1）采用切换装置（继电器或MOS管）目前传统的做法是通过继电器来切换电路做到待机050W，其缺点是1）切换电路成本较高；2）继电器切换的可靠性和安全性不高，切换次数过多后引起继电器失效，甚至有烧机的安全隐患。鉴于以上问题，我们提出一种新的安全可靠的切换方式（已申请3项专利），使待机功耗做到030W，达到安全节能的目的，具体实现方式如下ACEMI滤波电路待机电路次级整流滤波电路次级整流滤波电路待机输出输出PFC电路LLC主电路切换电路3）机芯设计方面相应对策通过系统设计来保证待机电流尽量低，主要从以下几个方面来考虑A）采用低功耗工作模式的MCU；B）尽量使用MCU最小的待机功耗模式；C）使用较低的待机电压，如由5V改为33V供电；D）在保证亮度的情况下，尽量降低待机指示灯的功耗；E）降低遥控接收模块的功率。总之，通过综合考虑上述措施后，我们可以将待机功耗做到030W，甚至更低，这样对节能约具有深远的社会效应。2、采用高效的电源管理技术方案随着新技术的不断更新，对于电源的节能要求也越来越高，在电视行业，我们通过对电源管理芯片方案的优选和外围器件的优化，来达到节能的目的。对于大功率电视而言，我们选用将PFC电路和LLC集成的优化方案，既减少了外围电路的器件，节约了成本和材料，同时也使得整机的效率提高23，最终达到高效节能的目的。3、恒流驱动部分方案优化及整机效率提高。目前绝大多数恒流驱动部分方案都采用BOOST升压拓扑方式来为LED灯串提供电压，其转换过程中损耗较大，效率偏低。为了进一步提高效率，我们采用一种BUCK电路来实现LED恒流驱动。采用变压器绕组直接输出100150V左右电压，利用BUCK电路降压为LED灯串提供供电电压。我们初步预计其工作效率能提高35个百分点，以达到节能的目的。4、区域调光节能技术区域调光技术LOCALDIMMING，为LCD显示器背光源可作到不同区域、不同程度辉度明暗变化的技术，故又称为区域控制技术。区域调光技术可大幅降低LCD显示器耗电量的原因为不论是平面光源、CCFL或者是EEFL，其背光源一般皆处在全亮状态，当显示暗画面时，是以降低液晶穿透率实现的，所以对耗电量不变。相反的，区域调光技术是根据各个象素发光亮度随画面面明暗而变化，故在显示暗态画面时，LED亮度随之降低，故可减少整体背光源的耗电量。日本电气通信大学则针对不同型态背光源，来量测同一显示画面耗电量情形，其以量测日落画面为例，倘若普通平面光源平均耗电量为100时，CCFL或EEFL耗电量为43，而区域调光型背光源平均耗电量最低，仅31。由此可见，若采用区域调光技术，在整机的节能方面具有较大的优势。项目进度计划表1、无继电器待机小于03W技术2011年4月5月市场调研2011年6月8月方案设计2011年9月10月完成20台样机2011年11月12月完成200台样机2012年1月2月完成2000台样机2012年3月以后实现产业化应用2、采用高效的电源管理技术方案2011年8月12月市场调研2012年1月3月方案设计2012年4月5月完成20台样机2012年6月7月完成200台样机2012年8月9月完成2000台样机2012年10月以后实现产业化应用3、恒流驱动部分方案优化及整机效率提高2011年9月12月市场调研2012年1月2月方案设计2012年3月4月完成20台样机2012年5月6月完成200台样机2012年7月8月完成2000台样机2012年9月以后实现产业化应用4、区域调光节能技术2011年8月12月市场调研2012年1月5月方案设计2012年6月7月完成20台样机2012年8月9月完成200台样机2012年10月12月完成2000台样机2013年1月以后实现产业化应用ACEMI滤波电路继电器待机电路控制电路次级整流滤波电路次级整流滤波电路待机输出输出主电源电路恒流控制电路恒流输入恒流控制电路恒流输入ACEMI滤波电路待机电路次级整流滤波电路次级整流滤波电路待机输出输出主控制电路ACEMI滤波电路待机电路次级整流滤波电路次