安森美半导体绿色节能技术造就高能效液晶电视

1、    安森美半导体绿色节能技术造就高能效液晶电视        安森美半导体 时间:2009年09月03日     字 体: 大 中 小        关键词:        摘 要：关键词： 液晶电视；电源；节能；LIPS；LCD TV?基于上述原因，液晶电视制造商需要采用更

2、高能效的电源使其产品更加绿色环保，以增加产品市场卖点，增强对消费者的吸引力。安森美半导体身为全球领先的高性能、高能效硅方案供应商，为了配合客户需求，通过系统途径，采用架构创新，使用更节能的技术(例如跳周期等)，帮助提高液晶电视能效、降低待机能耗，并改善功率因数。标准逆变器电源架构的降耗之道传统液晶电视电源主要包括交流直流(AC-DC)转换、直流直流(DC-DC)转换以及将低压直流转变为高压交流(DC-AC)的逆变器几个部分。AC-DC和DC-DC位于同一块电路板，而高压逆变器位于独立电路板，通常与液晶面板一起提供。其中，在AC-DC电源部分，市电AC 110/220 V电压经过整流、功率因数校

3、正(PFC)和滤波，转换为DC 200/400 V的直流高压。由于传统高压逆变器的输入电压要求为DC 24 V，所以PFC的输出电压DC 200/400 V经过降压转换，产生多路的输出电压，其中一路DC 24 V电压提供给高压逆变器，即再经过DC-AC转换为超过1 000 V甚至达2 000 V的高压，以驱动液晶面板的冷阴极荧光灯(CCFL)阵列。这种标准24 V逆变器液晶电视开关电源的功能框图如图1所示。创新的LIPS架构实现更高效电源转换针对26英寸及26英寸以上的液晶电视，近年来涌现出一种新的逆变器概念高压液晶显示集成电源LIPS(LCD Integrated Power Supply)

4、。与逆变器位于独立电路板的传统电源不同，LIPS解决方案将AC-DC、DC-DC和逆变器组合在同一块电路板上，在对市电进行整流、PFC和滤波并获得200 V/400 V直流电压后，直接采用200 V/400 V电压作为逆变器的输入，通过DC-AC升压转换为液晶面板所需的1 000 V2 000 V的高压。该方案消除了24 V转换段，大量减少了功率损耗，从而提升了系统能效，减少了底盘发热量，并降低了总成本。安森美半导体与Microsemi公司合作，结合双方专长，提供适合多种功率等级的高压LIPS整套解决方案。目前，已合作开发针对32英寸液晶电视的高压LIPS参考设计，如图2所示。该解决方案同样采

5、用了NCP1606 PFC控制器，以及充当辅助开关电源的NCP1351 PWM控制器。NCP1351是安森美半导体专有的高能效反激控制器，它采用准谐振固定导通时间(FON)控制原理，在负载要求变小时降低反激转换器的开关频率，该器件使得大多数液晶电视无需应用专用的待机电源即可工作。置于次级端的2个额外开关会在待机模式断开主电源负载，从而免除待机模式下的寄生损耗。?由分析可知，安森美半导体高压LIPS液晶电视电源参考设计配合更高能效电源的需求，满足“能源之星”3.0版电视标准对工作效率及待机能耗的要求，并符合IEC 61000-3-2谐波含量要求。该参考设计在50 mW负载时的典型待机能耗仅为40

6、0 mW，超越了世界各地的待机能耗规范要求。安森美半导体充分发挥专有的可变频率控制架构的优势，从反激段实现达60 W的输出，既符合待机要求，又无需另设专用待机电源。新颖PFC架构配合超薄液晶电视设计液晶电视电子模块部分厚度趋向低于10 mm。如此纤薄的厚度，给电源设计带来更苛刻的挑战，例如需要使用低高度的变压器(对要考虑隔离和漏电的高压LIPS特别关键)或多个部件(PFC线圈)串联，并采用低高度的散热片，对部件进行水平安装，且将垂直插入的所有电容的高度限制在10 mm以下。采用安森美半导体的NCP1606和NCP1654等PFC控制器，可以降低液晶电视厚度。为了支持低至10 mm的极纤薄设计，

7、可以采用2颗相对较小的NCP1601芯片，采用交错式架构来予以实现，如图4所示。所谓交错式PFC，其主要原理是在原本放置单个较大PFC的地方并行放置2个功率为一半的较小PFC。这2个较小PFC以180°的相移交替工作，它们在输入端或输出端累加时，每相电流纹波的主要部分将抵消。安森美半导体计划于今年推出新的交错式PFC控制器NCP1631单芯片方案，替代2颗NCP1601，它可以实现同样的极低设计高度，适合10 mm厚度的极纤薄液晶电视设计，扩展了其功率范围，减少了电流纹波。进一步降低待机能耗2008年11月开始生效的“能源之星”3.0版电视规范针对待机能耗的标准是低于1 W。尽管该标准不是强制要求，但在市场上仍然具有很高的指导意义。未来，液晶电视的待机能耗将进一步降低。例如，在增加小型专用微处理器的条件下输出功率为50 W时能耗低于600 mW，采用专用待机开关电源条件下能耗低于400 mW，及采用专用待机开关电源并增加继电器(从而在待机时断开所有PFC和开关电源)时能耗低于200 mW。安森美半导体采用系统途径，提升液晶电视电源的转换能效，降低待机能耗及改善功率因