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)計者則在設(shè)計方面至少面臨4大挑戰(zhàn)：高能效、高功率密度、低EMI輻射和低成本。此外，整個系統(tǒng)在待機模式下的功耗應(yīng)保持在1.0W以下（負載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)計者應(yīng)相應(yīng)地選用不同的電源拓撲結(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、準諧振反激式控制器ICE2QS0X、準諧振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)計者輕松滿足所有這些嚴格的要求。本文將簡要介紹這些產(chǎn)品的特性和設(shè)計指南。
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為一個典型的32英寸液晶電視面板，其背面安裝有三個電路板，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，另外還負責控制整個系統(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，包含一個電源單元和一個獨立的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。當功率額定值小于200W時，由于能夠更好地在性能和成本之間取得平衡，建議在DC/DC級采用準諧振反激式拓撲。若功率額定值超過200W，可使用LLC諧振轉(zhuǎn)換器，因為它具備更加出色的效率和EMI性能。
待機級用于提供待機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)計者的首選解決方案。
DC/AC逆變器是一個獨立的單元，負責將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，電視機的耗電量較大。根據(jù)電視機能源之星3.0規(guī)定，需要實現(xiàn)1W的待機輸入功率。
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劃的要求，電視機不得超過表1中根據(jù)原生垂直分辨率和可視屏幕尺寸計算得出的最大開機功耗。
表1. 電視機開機功率水平要求
表2. 不同尺寸電視機的開機功率要求
例如，根據(jù)IEC 62087標準（“聲頻、視頻和相關(guān)設(shè)備功率消耗量的測量方法”）進行測試時，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。液晶電視采用的標準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高于陰極射線管電視的電源單元的功率密度。
需要實現(xiàn)更高的能效不僅是由于相關(guān)計劃對能效的要求越來越嚴格，而且也是因為缺少改善熱環(huán)境的風扇。
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)計者時刻面臨這種挑戰(zhàn)。
工商網(wǎng)監(jiān)
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