LCD TV整体电源解决方法打造高效节能设计

2020-06-19      76 次浏览

液晶显示(LCD|0">LCD)面板从上世纪90年代初兴起,重要的应用产品从初期的笔记本电脑,扩展到90年代后半期开始的台式电脑屏幕,特别是在2002年以后,开始大量朝向TV应用发展。LCDTV凭借其技术性能先进、外型美观时尚、低辐射、工作稳定、可靠性高等优点已经迅速走进越来越多的家庭,是与生活密切相关的民生产品,受到大多消费者的青睐。


LCDTV发展加速,电源管理IC面对新挑战


从国际市场来看,自2002年起,LCDTV的出货量便直线上升。2005年至2007年是LCDTV销售量大起飞的三年。根据统计,2005年的全球LCDTV出货量约为2,850万台,2006年则为4,800余万台,出货量较2005年成长约一倍,预计2007年全球LCVTV交货量将上升至6,900万台,比2006年再度上升42.3%。


LCDTV在我国也已呈现出强劲的上升势头。据IMS报告指出,2005年LCDTV我国内需市场销量达187万台,随着数字电视技术的推广,预计到2010年,我国内需市场LCDTV销售量将上升到2100万台,年复合上升率达61.3%。


目前,我国已成为LCD相关产品的全球生产基地。LCDTV市场的迅猛发展,带动LCDTV电源管理芯片的需求量大幅成长。液晶电视发展的同时,电源管理IC也面对了更高的技术要求。随着环保节能国际大局势的日益明朗,世界各国陆续对家电与消费电子产品的待机功耗与效率开始执行越来越严格的省电要求,新的国际电源能耗标准及技术标准,例如美国的能源之星、德国的蓝天使标准以及我国中标认证中心(CECp)制定的相关标准,开始执行高效节能保护环境已成为当今世界的共识。


图1:(a)昂宝设计的LCDTV电源解决方法框图的AC/DC部分;(b)昂宝设计的LCDTV电源解决方法框图的CCFL背光部分。


然而我国的技术现状却差之甚远。以彩色电视机为例,测试调查表明我国电视机待机功耗的平均水平为8.07W,远远大于国际能源机构(IEA)规定的1W待机功率。因此,设计高效率、低成本的LCDTV电源变得越来越重要,关于电源生产厂商来说,其电源产品设计与生产将面对一个新的挑战。


绿色引擎技术覆盖AC/DC、CCFL背光控制两大部分


随着液晶电视的发展,新的国际电源能耗标准对电源管理提出更高要求。面对这样的机遇和挑战,昂宝开发出了具有自主知识产权,高性能、低功耗的CCFL控制芯片和配套的AC/DC绿色电源管理芯片,供应LCDTV的全套绿色电源解决方法。


通常LCDTV的电源管理系统由电源转换器、逆变器(背光电源)、信号处理系统三大部分组成,而昂宝专利技术覆盖了电源转换器、逆变器(背光电源)两大重要部分。凭借在高端电源管理领域上的技术优势,昂宝电子抓住LCDTV电源IC全面技术升级的机遇,分别从AC/DC电源管理芯片、CCFL逆变器控制芯片、pFC功率因子校正控制芯片三大方面进行技术攻关,将先进的芯片设计技术与深厚的系统技术应用相结合,实现LCDTV的高端电源管理。


AC/DC电源管理IC方面:昂宝研究出具有自主知识产权GreenEngine技术的高端电源管理系列芯片和系统解决方法,实现大尺寸液晶电视的电源内置,在高效节能方面达到业内领先水平。


CCFL逆变器控制芯片方面,大尺寸LCDTV电源功率大部分为背光源所消耗,昂宝的CCFL逆变器控制芯片中采用了具有完全自主知识产权的技术,使整个逆变器系统的性能获得极大改善。能提高转换效率,延长灯管寿命,提高系统的安全性,降低成本,提高灯管高亮度控制的动态范围。自主创新的自适应ZVS技术有效提高系统的效率;自主知识产权的间歇工作模式技术使系统的调光动态范围极大提高;自主创新的前馈补偿技术使系统在全电压范围内的输出电流恒定性极大改善,完全满足高端的CCFL背光源的应用。


昂宝LCDTV整体电源解决方法,完美演绎绿色引擎技术


目前国内大尺寸LCDTV多灯管背光驱动技术及方法尚未成熟,在LCDTV电源领域,无论是模块系统,还是内部驱动控制芯片,其核心技术历年来都掌握在欧美日韩及台湾地区的公司手中,并且大部分都有专利保护限制。所以,我国大陆各整机厂商的生产,全部依赖进口电源管理方法。本地LCDTV生产厂商所用CCFL背光源驱动电源IC重要来自海外厂商。


然而本土化带来的低成本运作、高效率物流,凸显了昂宝电子的优势。更关键的是,海外厂商虽在CCFL背光源驱动部分具备较强的技术实力和较成熟的市场占有率,但大都仅供应CCFL背光源驱动的产品,尚无关于LCDTV电源管理中的AC/DC电源管理芯片,客户必须另外再找AC/DC的供应商。昂宝电子贴近市场,产品不仅涵盖CCFL背光源驱动芯片,还包含AC/DC电源管理芯片,供应LCDTV整体电源解决方法。


昂宝整体电源解决方法AC/DC部分采用了pFC、pWM芯片组,可大幅精简电源系统设计电路,降低外部零件成本;CCFL背光部分涵盖了推挽、半桥、全桥、功率管集成系列,能够为客户供应全套的电源解决方法。


图2:32寸LCDTVpower/Inverter全套解决方法。


昂宝最新推出的300WLCDTVpower解决方法是针对市场关于大尺寸LCDTV的需求上升而研发的,可应用于32寸LCDTV的电源管理系统,采用OB6563、OB2263、OB2288和OB3338芯片。可根据用户要求,同时进行多组输出,例如:24V/10A,12V/3A,及5V/5A,其待机功耗1W,能满足美国80pLUS能源效率。


高效节能的功率因子校正器OB6563是高性能的临界模式(Transitionmode)功率因子校正器(pFC),这款昂宝产品对传统的临界模式控制进行了优化设计,使系统易于实现接近于1的功率因子。同时集成了多项昂宝的专利技术,提升了客户的应用价值,分别实现了:


1.专利的谐波优化技术能实现极低的谐波失真(10%@264VAC);


2.专利技术消除工作时的异音;


3.反馈开路保护、三重过压保护,及线电压低压保护确保了系统的安全性;


4.电流检测回路内置双重噪声抑制功能,无须外加RC低通滤波器;


5.更低的动态OVp检测电流,与pWM结合使用,系统能实现超低的待机能耗。


节能高效的AC/DC芯片OB2288是特别为中大功率AC/DC应用领域设计的pWM控制芯片,内置最大占空比50%限制,因而适用于正激式拓扑架构。OB2288具有1500mA的Gate驱动能力,内置高精度的Brownout/recovery模块和软启动功能,同时内置250ms过载保护模块,可轻易满足瞬间高峰值功率输出要求。该芯片对中大功率系统应用环境进行了精心的优化设计,从而可使系统设计满足各种高标准的要求,空载到满载系统均符合自2007年执行的全球待机功耗要求,内含的EMI优化策略,又从多方面简化系统设计以尽可能降低系统成本。


OB2263全面体现了昂宝电子绿色引擎技术理念,能使系统设计轻易实现超低的待机功耗、智能化的OCp补偿、精准的过载、过压保护和优良的EMI特性,和同领域的其它芯片相比,具有极高的性价比。


高性能的DC/AC逆变技术OB3338是昂宝高精度、高效率、高性能的双通道全桥inverter控制芯片,支持多芯片级联工作,可驱动大尺寸多灯管面板。该芯片具有灵活的调光模式选择和宽范围调光的控制,以及完整的保护功能。值得一提的是,Burst频率还可与视频讯号Frame频率同步,能大大地改善LCDTV的图像响应及画面质量。


目前,OB6563供应DIp8、SOp8两种封装形式;OB2263供应DIp8、SOp8和SOT23-6封装形式;OB2288供应DIp8、SOp8两种封装形式;OB3338供应SOp32封装形式,所有封装都满足RoHS标准。


昂宝电子还供应应用于其它尺寸LCDTV的电源解决方法,采用OB3328等高效节能的CCFL芯片,结合具有自主知识产权技的术绿色高效的ACDC芯片,实现高性能、低功耗、低成本的设计,切实满足客户的各项需求。


作者:黎波


市场与销售副总裁


昂宝电子(上海)有限公司


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