1 摘要

　　相對于傳統(tǒng)的陰極射線管電視，液晶電視憑借其高清晰度、大屏幕尺寸和超薄面板等優(yōu)勢，已被越來越多的用戶所接受和喜愛。而液晶電視的電源設(shè)計(jì)者則在設(shè)計(jì)方面至少面臨4大挑戰(zhàn)：高能效、高功率密度、低EMI輻射和低成本。此外，整個(gè)系統(tǒng)在待機(jī)模式下的功耗應(yīng)保持在1.0W以下（負(fù)載0.5W）。另外值得一提的是，由于對不同尺寸屏幕的液晶電視的功率等級、能效和成本敏感度的要求不同，設(shè)計(jì)者應(yīng)相應(yīng)地選用不同的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。英飛凌擁有眾多AC/DC IC產(chǎn)品，包括8引腳半橋LLC控制器ICE1HS01G、準(zhǔn)諧振反激式控制器ICE2QS0X、準(zhǔn)諧振CoolSETICE2QRXX65 （集成式功率IC）、CoolSETF3R 系列、DCM PFC 控制器 TDA4863-2和CCM PFC控制器ICE2PCS0X，可幫助電源設(shè)計(jì)者輕松滿足所有這些嚴(yán)格的要求。本文將簡要介紹這些產(chǎn)品的特性和設(shè)計(jì)指南。

　　2.液晶電視電源典型架構(gòu)

　　
圖1. 32英寸液晶電視面板（后視圖）

　　　　圖1為一個(gè)典型的32英寸液晶電視面板，其背面安裝有三個(gè)電路板，分別為電源單元、低壓逆變器以及聲音與圖像控制電路板。電源單元電路板用于將交流輸入電壓（85Vac~265Vac）轉(zhuǎn)換成較低的直流輸出電壓（24V/12V/5V/3.3V），這些較低的直流輸出電壓為背光、音頻與信號處理等各種系統(tǒng)供電。輸入功率因數(shù)校正（PFC）也由電源單元完成；低壓逆變器電路板用于將低直流輸入電壓（24V或12V）轉(zhuǎn)換成高交流輸出電壓（1200Vac@50kHz），用于驅(qū)動CCFL背光燈；聲音與圖像控制電路板用于控制和處理聲音與圖像信號，另外還負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)。

　　圖2 液晶電視傳統(tǒng)電源系統(tǒng)架構(gòu)

　　圖2 概括介紹了液晶電視傳統(tǒng)電源系統(tǒng)構(gòu)架，包含一個(gè)電源單元和一個(gè)獨(dú)立的DC/AC逆變器。

　　由于輸入功率常常高于75W，因此經(jīng)常需要使用前端PFC級。后續(xù)兩級為主DC/DC級和待機(jī)功率級。

　　主DC/DC級用于為背光逆變器、系統(tǒng)電路板和音頻系統(tǒng)供電。當(dāng)功率額定值小于200W時(shí)，由于能夠更好地在性能和成本之間取得平衡，建議在DC/DC級采用準(zhǔn)諧振反激式拓?fù)洹Ｈ艄β暑~定值超過200W，可使用LLC諧振轉(zhuǎn)換器，因?yàn)樗邆涓映錾男屎虴MI性能。

　　待機(jī)級用于提供待機(jī)部件和微控制器所需的電源。開關(guān)集成式反激式電源往往是設(shè)計(jì)者的首選解決方案。

　　DC/AC逆變器是一個(gè)獨(dú)立的單元，負(fù)責(zé)將24V（12V）直流電壓轉(zhuǎn)換成高交流電壓（例如1200Vac），為背光燈供電。

　　3 液晶電視功率等級要求

　　在家用電器設(shè)備中，電視機(jī)的耗電量較大。根據(jù)電視機(jī)能源之星3.0規(guī)定，需要實(shí)現(xiàn)1W的待機(jī)輸入功率。

　　此外，還對主動模式下的效率提出了要求。為了符合能源之星計(jì)劃的要求，電視機(jī)不得超過表1中根據(jù)原生垂直分辨率和可視屏幕尺寸計(jì)算得出的最大開機(jī)功耗。

　　表1. 電視機(jī)開機(jī)功率水平要求

　　表2. 不同尺寸電視機(jī)的開機(jī)功率要求

　　　例如，根據(jù)IEC 62087標(biāo)準(zhǔn)（“聲頻、視頻和相關(guān)設(shè)備功率消耗量的測量方法”）進(jìn)行測試時(shí)，一臺32英寸高清電視功耗不得超過120W，一臺42英寸高清電視功耗不得超過208W。

　　實(shí)際上，市場上現(xiàn)有的多數(shù)液晶電視都無法滿足表2所列的功率要求。主要解決方案之一是進(jìn)一步提高現(xiàn)有液晶電視的電源效率。

　　4 液晶電視電源設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

　　液晶電視的電源單元厚度需要比陰極射線管電視的電源薄很多。液晶電視采用的標(biāo)準(zhǔn)電源單元的厚度通常需要低于25mm。超薄型液晶電視甚至需要電源單元的厚度低于13mm。

　　液晶電視的電源單元功率密度遠(yuǎn)高于陰極射線管電視的電源單元的功率密度。

　　需要實(shí)現(xiàn)更高的能效不僅是由于相關(guān)計(jì)劃對能效的要求越來越嚴(yán)格，而且也是因?yàn)槿鄙俑纳茻岘h(huán)境的風(fēng)扇。

　　如圖1所示，液晶電視的聲音與圖像控制電路板、電源單元和屏幕面板相互緊靠，因此，毫無疑問需要較低的EMI輻射，否則聲音與圖像質(zhì)量可能會受到影響。

　　液晶電視被看作是消費(fèi)類電子設(shè)備，因此成本始終是關(guān)鍵要素。液晶電視電源設(shè)計(jì)者時(shí)刻面臨這種挑戰(zhàn)。