标题: 英飞凌液晶电视绿色电源解决方案-1 [打印本页]
作者: look_w 时间: 2018-1-26 12:42 标题: 英飞凌液晶电视绿色电源解决方案-1
1
前言相对于CRT电视，中等尺寸和大尺寸平板液晶电视的功耗要高很多。这增加了液晶电视使用成本，限制了液晶电视的普及。能源之星3.0（Energy Star 3.0）针对不同尺寸的电视机制定了全新的功耗规范。待机输入功耗，
输入谐波和平均效率也必须符合这些规定。例如，表1显示了不同尺寸电视机在开机模式下的功耗要求[1]。因此，要想满足该要求，必须利用高效率开关电源。除开机功耗外，在待机模式下，输入功率应低于1W。待机功率要求是开关电源
设计者面临的又一挑战。此外，由于大多数尺寸的电视机的输入功率高于75W，因此需要功率因数校正（PFC）电路以符合ICE61000-3-2标准要求。要获得高效率和高功率因数，需要采用有源PFC调节器。总之，典型的液晶电视开关电源通常由待机功率转换器、PFC预调节器和主转换器构成。本文将探讨如何应对不同功率级的挑战。
表1
不同尺寸电视机的平均开机功率水平要求
可视屏幕对角线尺寸（英寸）
| 宽高比
| 可视屏幕尺寸（英寸）
| 屏幕区尺寸（英寸）2
| 最大开机功率（W） |
480行垂直分辨率
| 768或1080行垂直分辨率
|
20
| 16:9
| 17.4*9.8
| 170.5
| 45
| 66
|
32
| 16:9
| 27.9*15.7
| 438
| 78
| 120
|
42
| 16:9
| 36.6*20.6
| 754.0
| 115
| 208
|
50
| 16:9
| 43.6*24.5
| 1068.2
| 153
| 318
|
60
| 16:9
| 52.3*29.4
| 1537.2
| 210
| 391
|
2
功率级2.1
PFC预调节器升压转换器是应用最为广泛的拓扑。对于传统的PFC CCM解决方案而言，需要采用两个控制回路（电流回路与电压回路）。控制电路较为复杂，同时采样输入电压信号也将额外增加待机损耗。为了解决这些问题，采用8管脚CCM PFC, ICE2PCS02G[2],
控制器可降低设计难度。采用该控制器只需连接少数几个器件，这使得PFC级的设计变得轻而易举。由于这种IC采用BiCMOS工艺制成，因此输出电压采样管脚的输入阻抗非常高。例如，采用6 MΩ电阻分压器，待机模式下功耗仅为27mW。这有助于满足待机功率要求。除控制器部分之外，具备最低导通电阻和较低寄生电容的全新CP系列CoolMOSTM [3,4] 也是提升效率的最佳选择。液晶电视开关电源中的典型的PFC 转换器电路如图1所示。
图1 采用 ICE2PCS02G和 IPA60R199CP的PFC预调节器应用电路
2.2
主功率级 就液晶电视而言，典型输入电压为24V的背光单元消耗绝大部分功率。对于这些输出功率范围为60W至 180W，输入电压为400V的应用而言，准谐振（谷值开关）反激式转换器是非常经济合算的解决方案。相对于硬开关反激式转换器，它具备更出色的效率和EMI性能。
对于未加限频电路，自由运行的准谐振反激式转换器而言，如果系统的工作负载在50%至70%之间（测量开机功耗的负载范围），开关频率就会增大许多。大多数情况下，这需要设计者付出更大的努力和成本来优化设计。英飞凌准谐振控制器ICE2QS02G[5]采用标准数字降频模式，有效解决了此问题。根据负载情况，IC将在不同的谷值点开通MOSFET。例如，在满负载条件下，转换器将在第一谷值点运行，提供最大功率，如果负载降至70%时，转换器将在第二或第三谷值点运行。在这种情况下，转换器的开关损耗和传导损耗始终保持平衡，转换器获得最高的运行效率。图2举例说明MOSFET在第一谷值点和第七谷值点导通。
图2
数字降频（MOSFET在不同谷值点导通）
改善主功率级效率的另一个可行办法是采用高压MOSFET。对于准谐振反激式转换器，高压MOSFET允许存在高反射电压，因此降低了MOSFET的导通损耗。此外，采用高压MOSFET还可降低主传导损耗。例如，800V CoolMOS® C3 或全新900V CoolMOS® 可使效率再提高1%至3%[6-8]。这出色地平衡了成本和效率。
图3显示了这种主转换器的应用电路。
图3 采用 ICE2QS02G 和SPA11N80C3的主转换器应用电路
| 欢迎光临 电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/) |
Powered by Discuz! 7.0.0 |