5 液晶電視電源設計趨勢

　　5.1 液晶電視集成電源（LIPS）解決方案

　　圖2已經簡要介紹了液晶電視的傳統電源系統架構。電源單元是個AC/DC轉換器，而DC/AC逆變器部分則被單獨隔離開來。這個電源系統主要由三個系統塊構成：首先是前端PFC預調節器；第二個是DC/DC級，負責將400V PFC輸出電壓轉換成24V（12V）。第三個是DC/AC逆變器，負責將24V（12V）電壓轉換成高交流電壓（如1200Vac），為背光燈供電。

　　圖3. 液晶電視集成電源解決方案

　　　　圖3所示的LIPS解決方案省去了圖2中所示的DC/DC級（400V/24V），400V PFC輸出電壓直接饋入后面的DC/AC逆變器，而且PFC級和DC/AC逆變器被集成在一個電源單元里面。LIPS方案中的DC/DC（400V/20V、12V、5V、3.3V）級的功率額定值要遠遠小于在傳統液晶電視電源中的功率額定值。

　　相對于傳統的電源解決方案，LIPS解決方案的DC/AC逆變器由于具備更高的輸入直流電壓，因此能實現更高的能效；同時，DC/DC級的功率損耗也遠遠低于在傳統解決方案中的功率損耗。因此，LIPS解決方案可實現更高的總能效。另外，由于減少了組件數量，因此降低了尺寸和成本（高達30%）。

　　盡管如此，LIPS解決方案依然面臨幾個障礙：

　　液晶電視面板供應商通常將面板的銷售與逆變器電路板捆綁起來。因此，在這種情況下，面板供應商便成了逆變器架構決策者。SMPS廠商如果想開發LIPS解決方案，必須要按照面板供應商提供的規范設計逆變器。此外，必須重新調整電視機市場以往的價值鏈，電視機面板供應商不會輕易將他們的利潤與電源供應商分享；

　　目前存在一些有關背光燈電流平衡電路的專利，電源供應商必須與專利所有者協商，解決專利問題；

　　不同的面板型號對逆變器有不同的要求，因此電源供應商必須采用不同逆變器規范設計LIPS電源，這大大增加了產品所需的研發成本。

　　盡管LIPS面臨上述的幾個障礙，但由于具備較低的成本、簡單的結構和更高的能效，LIPS解決方案依然成為了液晶電視電源的主要發展趨勢。如今，LIPS解決方案正逐漸被越來越多的領先電源廠商和液晶電視廠商（例如三星、索尼、LG等）所采用。這些廠商有能力采購到LCD面板（不帶逆變器電路板），所以他們在決定采用什么電源架構上具備了較高的決定權。在某些地區，例如在韓國，LIPS被相信將在今后若干年內占據主導地位。

　　圖3所示的LIPS解決方案和圖2所示的傳統解決方案相比，對原DC/DC級的輸出功率要求大大降低；因此，可建議采用準諧振或固定頻率反激式拓撲，用于執行DC/DC級功能，獲得較高的性能價格比。

　　5.2 待機輸入功率要求

　　如今，待機性能正日益成為液晶電視電源設計的關鍵要素。

　　通常情況下，多數液晶電視廠商可完全接受100mW 的待機輸入功率。此外，在一些典型的輕負載條件下也對輸入功率提出了要求，例如當5V輸出電壓產生20mA電流時，輸入功率應低于0.3W。

　　為了滿足日益嚴格的待機功率要求，LIPS解決方案中多路輸出轉換器（multi converter）和待機轉換器（standby）可通過兩個獨立的轉換器實現，例如多路輸出轉換器采用固定頻率或準諧振反激式拓撲，而另一個固定頻率反激式拓撲則用于實現待機轉換器。

　　5.3 液晶電視功率要求

　　如今，消費者都越來越關注能源成本的飛速上漲。領先的液晶電視廠商也在持續不斷地開發全新技術，進一步降低電視的總功率，同時確保電視圖像質量與音質不受影響。

　　例如，液晶電視領先廠商索尼推出了全新的“BRAVIA” JE1系列（KDL-32JE1）。該系列產品具備業界32英寸數字液晶電視最高的能效。通過改善背光燈光發射效率和光學膜的光傳導效率，索尼實現了領先業界的能效，年功耗僅為86千瓦小時（這意味著平均功耗僅為53W），最大功耗不到89W。

　　因此，建議采用準諧振反激式拓撲代替LLC，用于傳遞電源功率，原因是它能夠在性能與成本之間取得更好的平衡。

　　5.4 LED背光

　　盡管CCFL作為背光源已經為電視產品服務了數十年，但LED等全新技術已向CCFL的主導地位發起挑戰。實際上，幾家領先的液晶電視廠商已經推出采用LED背光燈的液晶電視。LED背光燈相對于CCFL背光燈的優勢概括如下：

　　LED背光可調節亮度，改善黑電平（通過降低亮度），因此可提高整體對比度。這相對于原來的強制性方法是一種更加高效的方法。LCD面板供應商原來只能通過提高整體亮度來提升對比度。

　　LED具備更寬的色域，達到超過100%的NTSC色域值，而CCFL僅能達到92%（最新進展）或 72%（傳統）。

　　LED液晶電視使用壽命是典型CCFL液晶電視使用壽命的兩倍。CCFL的亮度會慢慢退化，使用壽命約為50，000小時。而LED在50，000小時的使用周期內亮度幾乎不變，超過100，000小時后，亮度減半。

　　圖4. LED背光液晶電視的電源系統架構

　　　如圖4所示，從CCFL到LED的變化不會對液晶電視的電源設計造成太大影響。LLC諧振轉換器可用于執行主DC/DC功率級的功能，為LED驅動器電路、音頻系統和系統電路板供電。同樣，微控制器和待機部件也需要一個額外的DC/DC級供電。此外，該DC/DC級也可用來為音頻系統和系統電路板供電。