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英飞凌液晶电视绿色电源解决方案-2

英飞凌液晶电视绿色电源解决方案-2

2.3
待机转换器在这种功率水平,需要独立的待机转换器。采用集成功率IC和固定频率反激式转换器是当前最经济实惠的解决方案。除成本以外,待机功耗是最大难点。
液晶电视SMPS待机功耗应低于1W。在这种情况下,系统的输出功率约为0.5W(来自待机转换器)。PFC预调节器和主功率级关闭。因此,改善待机能效的关键点包括:待机转换器效率、二次侧功率损耗和母线电压采样功率损耗。
为改善待机转换器的转换效率,降低平均开关频率至关重要。不过,要想在系统结束待机时保持输出调节并为负载波动做好准备,需主动进行控制。英飞凌CoolSET® F3R[9-10]
产品具备独有的主动突发模式(Active Burst Mode[11],可实现超低的待机功耗。图4介绍了主动突发模式的工作原理。

4 英飞凌CoolSET® 主动突发模式工作原理


其工作原理是,如果反馈信号水平降至突发进入阈值(FB1)以下,并持续一段时间,控制IC进入主动突发模式。这时开关脉冲停止,输出电压则会降低,然后反馈电压升高。当它升到突发开始水平(FB3),开关脉冲恢复。在处于突发模式期间,输出会升高
,反馈电压开始降低。当它降到突发结束水平(FB2),开关脉冲再次停止。这种突发交替结束开始,构成主动突发模式。如果负载由轻载提高至重载,反馈电压值将开始提高。如果反馈电压水平超过突发退出阈值(FB4),IC将离开主动突发模式。屏蔽时间和其他2个阈值(FB1FB4)可有效降低错误触发突发模式的几率。最后,如果IC进入主动突发模式,最大峰值电流阈值将降至原始值的三分之一或四分之一。这可大大降低变压器电流噪音。



除了待机转换效率,还可降低输出电压、主总线和输入电压感测功率损耗。例如,在主功率级的输入电压采样部分采用4MΩ电阻分压器。


5为待机转换器的应用电路。

5
采用 ICE3BR4765J的待机转换器应用电路


3
系统性能6为连接了上述三个功率级且搭载了主要组件的最终系统架构[12]。表2为该解决方案的技术规格表。


6

推荐的液晶电视绿色电源解决方案框图







2
推荐解决方案的技术规格

输入电压

85Vac~265Vac

输入频率

47Hz – 63 Hz

输入谐波

符合 EN61000-3-2 标准

正常运行

主转换器输出

24 V / 6 A
12 V / 3 A

辅转换器输出

5 V / 2 A

待机运行

5 V / 0.1 A输出条件下,管脚小于< 1W

电路板尺寸

231mm χ 170mm χ 30mm



7 显示在额定线路输入电压条件下,不同负载情况下的系统效率。在110Vac条件下,满负载效率超过87%。此外,平均效率保持在较高水平(30%负载之后)。

7 额定线路电压条件下系统效率与负载对比情况


8显示在不同负载和线路电压条件下的系统待机功耗。如果负载为0.5W,系统输入功率仅为760mW,能轻松满足能源之星3.0的要求。

8 不同负载条件下系统待机功耗与线路电压对比情况


9 显示在满负载条件下,系统输入功率因数与输入线路电压对比情况。

9 在满负载条件下系统输入功率因数与线路电压对比情况



4
结论液晶电视的高功耗给SMPS的设计造成很多困难。此外,各种不同规则的要求更使设计难上加难。对于中小尺寸液晶电视而言,有源PFC预调节器、准谐振反激式转换器和固定频率反激式转换器的结合应用是非常经济有效的解决方案。在这个解决方案中,英飞凌提供的控制器IC、集成功率ICCoolMOS® 可使设计变得轻而易举,同时具备出类拔萃的性能。
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