基于上述原因，液晶電視制造商需要采用更高能效的電源使其產(chǎn)品更加綠色環(huán)保，以增加產(chǎn)品市場賣點，增強對消費者的吸引力。安森美半導體身為全球領(lǐng)先的高性能、高能效硅方案供應商，為了配合客戶需求，通過系統(tǒng)途徑，采用架構(gòu)創(chuàng)新，使用更節(jié)能的技術(shù)(例如跳周期等)，幫助提高液晶電視能效、降低待機能耗，并改善功率因數(shù)。
標準逆變器電源架構(gòu)的降耗之道
　　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)換以及將低壓直流轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏航涣?DC-AC)的逆變器幾個部分。AC-DC和DC-DC位于同一塊電路板，而高壓逆變器位于獨立電路板，通常與液晶面板一起提供。其中，在AC-DC電源部分，市電AC 110/220 V電壓經(jīng)過整流、功率因數(shù)校正(PFC)和濾波，轉(zhuǎn)換為DC 200/400 V的直流高壓。由于傳統(tǒng)高壓逆變器的輸入電壓要求為DC 24 V，所以PFC的輸出電壓DC 200/400 V經(jīng)過降壓轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生多路的輸出電壓，其中一路DC 24 V電壓提供給高壓逆變器，即再經(jīng)過DC-AC轉(zhuǎn)換為超過1 000 V甚至達2 000 V的高壓，以驅(qū)動液晶面板的冷陰極熒光燈(CCFL)陣列。這種標準24 V逆變器液晶電視開關(guān)電源的功能框圖如圖1所示。

　　安森美半導體提供豐富的硅器件，幫助提升液晶電視電源轉(zhuǎn)換能效并降低待機能耗。例如，在常見的32英寸液晶電視的功率因數(shù)校正(PFC)段中，可采用安森美半導體的NCP1606臨界導電模式(CrM)PFC控制器，以改善功率因數(shù)，使之符合IEC61000-3-2諧波減少要求。該器件無需輸入電壓感測即可提供極高的功率因數(shù)；支持優(yōu)化待機能耗。器件在待機時處于關(guān)閉狀態(tài)，以降低待機能耗；其啟動電流極低(<40 μA)，因此在系統(tǒng)啟動時大多數(shù)電流都會用于給VCC電容充電，快速達到啟動電平；此外，該器件還提供可編程的過壓保護(OVP)閾值，而NCP1606B提供較低的OVP閾值，進一步降低應用的待機能耗。
　　而在主開關(guān)電源段，可以采用NCP1392、NCP1396等半橋雙電感加單電容(HB LLC)諧振轉(zhuǎn)換器。HB LLC的拓撲結(jié)構(gòu)可幫助提升電源能效并降低電磁干擾(EMI)。這種拓撲結(jié)構(gòu)相對于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于：
　　(1)輸入電壓范圍及負載范圍更寬；
　　(2)初級開關(guān)使用零電壓開關(guān)(ZVS)技術(shù)，在零漏極電壓條件下開關(guān)切換，故導電損耗接近于零;
　　(3)次級二極管使用零電流開關(guān)(ZCS)技術(shù)，沒有反向恢復損耗；
　　(4)能效及交叉穩(wěn)壓性能更佳；
　　(5)有利于使用更薄的外部元件，從而減小電源尺寸。
　　目前，市場上標準逆變器架構(gòu)的液晶電視電源仍占多數(shù)。安森美半導體半導體推出了采用標準逆變器電源架構(gòu)的高能效GreenPointTM 220 W液晶電視電源參考設(shè)計，幫助客戶縮短設(shè)計周期，加快產(chǎn)品上市進程。
創(chuàng)新的LIPS架構(gòu)實現(xiàn)更高效電源轉(zhuǎn)換
　　針對26英寸及26英寸以上的液晶電視，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LIPS(LCD Integrated Power Supply)。與逆變器位于獨立電路板的傳統(tǒng)電源不同，LIPS解決方案將AC-DC、DC-DC和逆變器組合在同一塊電路板上，在對市電進行整流、PFC和濾波并獲得200 V/400 V直流電壓后，直接采用200 V/400 V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1 000 V～2 000 V的高壓。該方案消除了24 V轉(zhuǎn)換段，大量減少了功率損耗，從而提升了系統(tǒng)能效，減少了底盤發(fā)熱量，并降低了總成本。
　　安森美半導體與Microsemi公司合作，結(jié)合雙方專長，提供適合多種功率等級的高壓LIPS整套解決方案。目前，已合作開發(fā)針對32英寸液晶電視的高壓LIPS參考設(shè)計，如圖2所示。該解決方案同樣采用了NCP1606 PFC控制器，以及充當輔助開關(guān)電源的NCP1351 PWM控制器。NCP1351是安森美半導體專有的高能效反激控制器，它采用準諧振固定導通時間(FON)控制原理，在負載要求變小時降低反激轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率，該器件使得大多數(shù)液晶電視無需應用專用的待機電源即可工作。置于次級端的2個額外開關(guān)會在待機模式斷開主電源負載，從而免除待機模式下的寄生損耗。

　　高壓逆變器部分可采用半橋或全橋拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。半橋拓撲結(jié)構(gòu)中，逆變器工作在非常適合液晶電視工作的固定頻率，從而避免背光及視頻信號之間的干擾，但MOSFET器件的硬開關(guān)不可避免，導致MOSFET的過多損耗，產(chǎn)生嚴重的EMI問題。在半橋拓撲結(jié)構(gòu)中，除了功率MOSFET的高開關(guān)損耗問題，還必須集成4個額外的超快二極管來消除可能出現(xiàn)的開關(guān)振蕩，并避免由MOSFET體二極管所存儲的較高磁能及較弱反向恢復行為能力導致的交叉導電風險。為了避免這些劣勢，本參考設(shè)計中背光逆變器電源段使用了全橋拓撲結(jié)構(gòu)。
　　在全橋拓撲結(jié)構(gòu)下，由于控制器工作在固定頻率，可將開關(guān)頻率與視頻頻率同步，避免了背光子系統(tǒng)干擾對視頻圖像的影響。與半橋相比，全橋拓撲結(jié)構(gòu)擁有眾多優(yōu)勢：
　　(1)固定工作頻率時零電壓開關(guān)(ZVS)；
　　(2)降低EMI及功率損耗；
　　(3)減輕MOSFET開關(guān)應力，減少散熱；
　　(4)改善燈電流開關(guān)因數(shù)(更接近正弦波形)；
　　(5)橋上無需額外的功率二極管；
　　(6)MOSFET及變壓器電流減半；
　　(7)更易于實現(xiàn)初級端過流保護(OCP)；
　　(8)由于避免使用快恢復二極管及散熱片，故成本降低，與半橋拓撲結(jié)構(gòu)下成本類似。
　　因此，安森美半導體用于32英寸及更大尺寸的高壓LIPS參考設(shè)計采用了Microsemi軟開關(guān)技術(shù)的LX6503 CCFL移相全橋逆變器控制器，它可以在固定工作頻率下實現(xiàn)零電壓開關(guān)(ZVS)。與半橋架構(gòu)相比，該全橋逆變器解決方案具有顯著的優(yōu)勢，例如減少了電磁干擾(EMI)和功率損耗；同時改善了背光燈的驅(qū)動電流波形；橋上無需使用額外的功率二極管，該全橋結(jié)構(gòu)所采用的4個MOSFET和變壓器中的電流規(guī)格是半橋結(jié)構(gòu)的一半；能夠通過隔離變壓器直接驅(qū)動功率MOSFET；更易于實現(xiàn)初級端過流保護(OCP)等。
　　在高壓LIPS配置中，用于全橋的功率MOSFET位于初級端，而逆變器控制器位于隔離界線外的次級端。輸出驅(qū)動信號使用推挽式信號格式來驅(qū)動2個用于全橋的隔離變壓器。隔離變壓器提供2項隔離功能：初級與次級間的安全隔離、高端與低端MOSFET間的隔離。因此，源自驅(qū)動變壓器的輸出信號能耦合至功率MOSFET，而無需電平轉(zhuǎn)換功能。軟開關(guān)全橋驅(qū)動的其他優(yōu)勢為死區(qū)時間插入功能。圖3顯示的是整合了死區(qū)時間功能的全橋其中一部分驅(qū)動電路。

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　　由分析可知，安森美半導體高壓LIPS液晶電視電源參考設(shè)計配合更高能效電源的需求，滿足“能源之星”3.0版電視標準對工作效率及待機能耗的要求，并符合IEC 61000-3-2諧波含量要求。該參考設(shè)計在50 mW負載時的典型待機能耗僅為400 mW，超越了世界各地的待機能耗規(guī)范要求。安森美半導體充分發(fā)揮專有的可變頻率控制架構(gòu)的優(yōu)勢，從反激段實現(xiàn)達60 W的輸出，既符合待機要求，又無需另設(shè)專用待機電源。

新穎PFC架構(gòu)配合超薄液晶電視設(shè)計
　　液晶電視電子模塊部分厚度趨向低于10 mm。如此纖薄的厚度，給電源設(shè)計帶來更苛刻的挑戰(zhàn)，例如需要使用低高度的變壓器(對要考慮隔離和漏電的高壓LIPS特別關(guān)鍵)或多個部件(PFC線圈)串聯(lián)，并采用低高度的散熱片，對部件進行水平安裝，且將垂直插入的所有電容的高度限制在10 mm以下。
　　采用安森美半導體的NCP1606和NCP1654等PFC控制器，可以降低液晶電視厚度。為了支持低至10 mm的極纖薄設(shè)計，可以采用2顆相對較小的NCP1601芯片，采用交錯式架構(gòu)來予以實現(xiàn)，如圖4所示。所謂交錯式PFC，其主要原理是在原本放置單個較大PFC的地方并行放置2個功率為一半的較小PFC。這2個較小PFC以180°的相移交替工作，它們在輸入端或輸出端累加時，每相電流紋波的主要部分將抵消。

　　安森美半導體計劃于今年推出新的交錯式PFC控制器NCP1631單芯片方案，替代2顆NCP1601，它可以實現(xiàn)同樣的極低設(shè)計高度，適合10 mm厚度的極纖薄液晶電視設(shè)計，擴展了其功率范圍，減少了電流紋波。
進一步降低待機能耗
　　2008年11月開始生效的“能源之星”3.0版電視規(guī)范針對待機能耗的標準是低于1 W。盡管該標準不是強制要求，但在市場上仍然具有很高的指導意義。未來，液晶電視的待機能耗將進一步降低。例如，在增加小型專用微處理器的條件下輸出功率為50 W時能耗低于600 mW，采用專用待機開關(guān)電源條件下能耗低于400 mW，及采用專用待機開關(guān)電源并增加繼電器(從而在待機時斷開所有PFC和開關(guān)電源)時能耗低于200 mW。
　　安森美半導體采用系統(tǒng)途徑，提升液晶電視電源的轉(zhuǎn)換能效，降低待機能耗及改善功率因數(shù)，同時支持液晶電視超薄設(shè)計等新趨勢。安森美半導體更推出高能效的GreenPoint?誖液晶電視電源參考設(shè)計，支持客戶加速標準逆變器架構(gòu)及LIPS架構(gòu)液晶電視電源的上市進程，盡占綠色節(jié)能先機。