英飞凌面向液晶电视 SMPS的整体解决方案-1

look_w

1
摘要
相对于传统的阴极射线管电视，液晶电视凭借其高清晰度、大屏幕尺寸和超薄面板等优势，已被越来越多的用户所接受和喜爱。而液晶电视的电源设计者则在设计方面至少面临4大挑战：高能效、高功率密度、低EMI辐射和低成本。此外，整个系统在待机模式下的功耗应保持在1.0W以下（负载0.5W）。另外值得一提的是，由于对不同尺寸屏幕的液晶电视的功率等级、能效和成本敏感度的要求不同，设计者应相应地选用不同的电源拓扑结构。英飞凌拥有众多AC/DC IC产品，包括8引脚半桥LLC控制器ICE1HS01G、准谐振反激式控制器ICE2QS0X、准谐振CoolSET® ICE2QRXX65 （集成式功率IC）、CoolSET® F3R 系列、DCM PFC 控制器 TDA4863-2和CCM PFC控制器ICE2PCS0X，可帮助电源设计者轻松满足所有这些严格的要求。本文将简要介绍这些产品的特性和设计指南。
2.液晶电视电源典型架构

图1. 32英寸液晶电视面板（后视图）

Low voltage inverter: 低压逆变器
Power supply unit:电源单元
Sound & image control: 声音和图像控制
图1为一个典型的32英寸液晶电视面板，其背面安装有三个电路板，分别为电源单元、低压逆变器以及声音与图像控制电路板。电源单元电路板用于将交流输入电压（85Vac~265Vac）转换成较低的直流输出电压（24V/12V/5V/3.3V），这些较低的直流输出电压为背光、音频与信号处理等各种系统供电。输入功率因数校正（PFC）也由电源单元完成；低压逆变器电路板用于将低直流输入电压（24V或12V）转换成高交流输出电压（1200Vac@50kHz），用于驱动CCFL背光灯；声音与图像控制电路板用于控制和处理声音与图像信号，另外还负责控制整个系统。

图2 液晶电视传统电源系统架构
图注：
PFC Block: PFC单元；DC/DC quasi resonant flyback：DC/DC准谐振反激式；LLC resonant converter: LLC谐振转换器；DC/AC inverter: DC/AC逆变器；audio system: 音频系统；System board: 系统电路板； Fixed frequency flyback: 固定频率反激式；Microcontroller ：微控制器；Standby: 待机
图2 概括介绍了液晶电视传统电源系统构架，包含一个电源单元和一个独立的DC/AC逆变器。
由于输入功率常常高于75W，因此经常需要使用前端PFC级。后续两级为主DC/DC级和待机功率级。
主DC/DC级用于为背光逆变器、系统电路板和音频系统供电。当功率额定值小于200W时，由于能够更好地在性能和成本之间取得平衡，建议在DC/DC级采用准谐振反激式拓扑。若功率额定值超过200W，可使用LLC谐振转换器，因为它具备更加出色的效率和EMI性能。
待机级用于提供待机部件和微控制器所需的电源。开关集成式反激式电源往往是设计者的首选解决方案。
DC/AC逆变器是一个独立的单元，负责将24V（12V）直流电压转换成高交流电压（例如1200Vac），为背光灯供电。
3