英飞凌面向液晶电视 SMPS的整体解决方案-3

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液晶电视电源设计趋势
5.1 液晶电视集成电源（LIPS）解决方案
图2已经简要介绍了液晶电视的传统电源系统架构。电源单元是个AC/DC转换器，而DC/AC逆变器部分则被单独隔离开来。这个电源系统主要由三个系统块构成：首先是前端PFC预调节器；第二个是DC/DC级，负责将400V PFC输出电压转换成24V（12V）。第三个是DC/AC逆变器，负责将24V（12V）电压转换成高交流电压（如1200Vac），为背光灯供电。

图3. 液晶电视集成电源解决方案

图注：
PFC block: PFC单元；DC/AC Inverter: DC/AC逆变器；Fixed frequency flyback: 固定频率反激式；quasi resonant flyback: 准谐振反激式；audio system: 音频系统；system board: 系统电路板；Microcontroller ：微控制器Standby: 待机
图3所示的LIPS解决方案省去了图2中所示的DC/DC级（400V/24V），400V PFC输出电压直接馈入后面的DC/AC逆变器，而且PFC级和DC/AC逆变器被集成在一个电源单元里面。LIPS方案中的DC/DC（400V/20V、12V、5V、3.3V）级的功率额定值要远远小于在传统液晶电视电源中的功率额定值。
相对于传统的电源解决方案，LIPS解决方案的DC/AC逆变器由于具备更高的输入直流电压，因此能实现更高的能效；同时，DC/DC级的功率损耗也远远低于在传统解决方案中的功率损耗。因此，LIPS解决方案可实现更高的总能效。另外，由于减少了组件数量，因此降低了尺寸和成本（高达30%）。
尽管如此，LIPS解决方案依然面临几个障碍：

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  液晶电视面板供应商通常将面板的销售与逆变器电路板捆绑起来。因此，在这种情况下，面板供应商便成了逆变器架构决策者。SMPS厂商如果想开发LIPS解决方案，必须要按照面板供应商提供的规范设计逆变器。此外，必须重新调整电视机市场以往的价值链，电视机面板供应商不会轻易将他们的利润与电源供应商分享；
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  目前存在一些有关背光灯电流平衡电路的专利，电源供应商必须与专利所有者协商，解决专利问题；
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  不同的面板型号对逆变器有不同的要求，因此电源供应商必须采用不同逆变器规范设计LIPS电源，这大大增加了产品所需的研发成本。

尽管LIPS面临上述的几个障碍，但由于具备较低的成本、简单的结构和更高的能效，LIPS解决方案依然成为了液晶电视电源的主要发展趋势。如今，LIPS解决方案正逐渐被越来越多的领先电源厂商和液晶电视厂商（例如三星、索尼、LG等）所采用。这些厂商有能力采购到LCD面板（不带逆变器电路板），所以他们在决定采用什么电源架构上具备了较高的决定权。在某些地区，例如在韩国，LIPS被相信将在今后若干年内占据主导地位。
图3所示的LIPS解决方案和图2所示的传统解决方案相比，对原DC/DC级的输出功率要求大大降低；因此，可建议采用准谐振或固定频率反激式拓扑，用于执行DC/DC级功能，获得较高的性能价格比。


5.2 待机输入功率要求
如今，待机性能正日益成为液晶电视电源设计的关键要素。
通常情况下，多数液晶电视厂商可完全接受100mW 的待机输入功率。此外，在一些典型的轻负载条件下也对输入功率提出了要求，例如当5V输出电压产生20mA电流时，输入功率应低于0.3W。
为了满足日益严格的待机功率要求，LIPS解决方案中多路输出转换器（multi converter）和待机转换器(standby)可通过两个独立的转换器实现，例如多路输出转换器采用固定频率或准谐振反激式拓扑，而另一个固定频率反激式拓扑则用于实现待机转换器。