- LIPS解決方案取代傳統(tǒng)液晶電視電源
- LIPS解決方案將AC-DC、DC-DC和逆變器結(jié)合在同一塊電路板上
憑借著大屏幕、低厚度和高清晰等眾多優(yōu)勢(shì)，液晶電視(LCDTV)在市場(chǎng)上的滲透率快速提升，有市場(chǎng)研究預(yù)計(jì)，2009年液晶電視的總體市場(chǎng)占有率將達(dá)到50%。而隨著屏幕尺寸不斷突破，液晶電視的功率也水漲船高。較高的功率消耗會(huì)直接增加消費(fèi)者的電費(fèi)開支，并與節(jié)能環(huán)保的趨勢(shì)相背離。
因此，各國政府及規(guī)范機(jī)構(gòu)紛紛出臺(tái)或更新針對(duì)電視的能效規(guī)范，如美國環(huán)保署(EPA)發(fā)布的“能源之星”3.0版電視規(guī)范自2008年11月1日開始生效。
LIPS解決方案取代傳統(tǒng)液晶電視電源
為了降低較大尺寸液晶電視的電能消耗，使其符合各種能效規(guī)范，并幫助降低系統(tǒng)成本及減小解決方案尺寸，使液晶電視更受消費(fèi)者歡迎，就液晶電視電源而言，我們可以采取通過多種途徑。
圖1：采用標(biāo)準(zhǔn)直流24V逆變器的傳統(tǒng)液晶電視開關(guān)電源框圖。
傳統(tǒng)液晶電視電源主要包括交流-直流(AC-DC)轉(zhuǎn)換、直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換及高壓逆變器這幾個(gè)部分。AC-DC和DC-DC位于同一塊電路板，而逆變器為獨(dú)立電路板，通常與液晶面板一起提供。其中，AC-DC電源部分，市電110Vac/220Vac電壓經(jīng)過整流、功率因數(shù)校正(PFC)和濾波，轉(zhuǎn)換為200V/400V的直流高壓。由于傳統(tǒng)逆變器的輸入電壓要求是24V，所以PFC的輸出電壓200V/400V電壓須經(jīng)過降壓轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生多路的輸出電壓，其中一路24V電壓提供給逆變器，即再經(jīng)過直流-交流(DC-AC)轉(zhuǎn)換為超過1,000V甚至達(dá)2,000V的高壓，去驅(qū)動(dòng)液晶面板的CCFL背光燈。這種標(biāo)準(zhǔn)24V逆變器液晶電視開關(guān)電源的功能框圖如圖1所示。
目前市場(chǎng)上的液晶電視電源中，這種傳統(tǒng)的電源仍然占多數(shù)。值得一提的是，在各種尺寸的液晶電視型號(hào)中，大于26英寸特別是32英寸及更大尺寸的液晶電視在市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。而針對(duì)26英寸及以上尺寸的液晶電視，近年來涌現(xiàn)出一種新的逆變器概念——高壓液晶顯示集成電源(LCDIntegratedPowerSupply，縮寫為LIPS)。與逆變器位于獨(dú)立電路板的傳統(tǒng)電源不同，這種LIPS解決方案將AC-DC、DC-DC和逆變器結(jié)合在同一塊電路板上，在經(jīng)過對(duì)市電進(jìn)行整流、PFC和濾波并獲得200V/400V直流電壓后，會(huì)直接采用200V/400V電壓作為逆變器的輸入，通過DC-AC升壓轉(zhuǎn)換為液晶面板所需的超過1,000V甚至達(dá)2,000V的高壓。這樣就消除24V轉(zhuǎn)換段，減少了先降壓至24V再大幅升壓背光源用一兩千伏高壓過程中存在的大量功率損耗，從而提升系統(tǒng)能效，減少底盤發(fā)熱量，并降低總成本。
圖2：安森美半導(dǎo)體針對(duì)32英寸液晶電視的全橋高壓LIPS解決方案功能框圖。
在這方面，安森美半導(dǎo)體與Microsemi公司合作，結(jié)合雙方專長，提供適合多種功率等級(jí)的高壓LIPS整套解決方案。目前，已合作開發(fā)針對(duì)32英寸液晶電視的LIPS解決方案(如圖2志示)。在系統(tǒng)主板電源方面，這解決方案采用了安森美半導(dǎo)體的NCP1606PFC控制器，以及充當(dāng)輔助開關(guān)電源的NCP1351PWM控制器；而在LIPS逆變器部分，采用了Microsemi使用軟開關(guān)技術(shù)的LX6503移相全橋驅(qū)動(dòng)器，它可以在固定工作頻率進(jìn)行零電壓開關(guān)(ZVS)。與半橋架構(gòu)相比，這種全橋逆變器解決方案具有顯著優(yōu)勢(shì)，如減少電磁干擾(EMI)和功率損耗，同時(shí)改善背光燈的驅(qū)動(dòng)電流波形，橋上無需使用額外的功率二極管，這全橋結(jié)構(gòu)所采用的4個(gè)MOSFET和變壓器中的電流規(guī)格是半橋結(jié)構(gòu)的一半，它能夠通過隔離變壓器直接驅(qū)動(dòng)功率MOSFET，更易于實(shí)現(xiàn)初級(jí)端過流保護(hù)(OCP)等。
為了更好應(yīng)對(duì)市場(chǎng)對(duì)更大尺寸LIPS液晶電視的需求，安森美半導(dǎo)體正在開發(fā)下一代的LIPS液晶電視參考設(shè)計(jì)，并計(jì)劃于2009年中推出46/47英寸參考設(shè)計(jì)。在LIPS逆變器部分，采用與32英寸方案相同的全橋逆變器和背光控制器LX6503，但輸出功率大幅提高，可以驅(qū)動(dòng)更多的CCFL燈。而在系統(tǒng)主板電源方面，可以根據(jù)具體設(shè)計(jì)要求來靈活選擇安森美半導(dǎo)體的解決方案，如NCP1601、NCP1606或NCP1631等PFC控制器，以及NCP1351或NCP1379等PWM控制器。這新的解決方案采用帶有繼電器的專用待機(jī)開關(guān)電源，支持低至150mW的超低待機(jī)能耗。這解決方案電路板上的元件高度低于16mm(系統(tǒng)總度度低于20mm)，支持更纖薄液晶電視設(shè)計(jì)。
值得一提的是，美國/北美和中國/歐盟等不同區(qū)域市場(chǎng)對(duì)電源的要求不盡相同，安森美半導(dǎo)體針對(duì)世界上不同區(qū)域的不同電源要求，提供相應(yīng)的電源解決方案，旨在優(yōu)化設(shè)計(jì)、縮小系統(tǒng)尺寸及降低成本。
