GreenPoint 32英寸高壓LIPS液晶電視電源參考設(shè)計(jì)

本參考設(shè)計(jì)提供充足的靈活性，配合多種輸出配置，而只須對(duì)BOM作簡(jiǎn)單調(diào)整。NCP1351B反激設(shè)計(jì)能夠靈活的支持多達(dá)4個(gè)獨(dú)特電壓輸出。本參考設(shè)計(jì)所使用的標(biāo)準(zhǔn)配置(SMPS1)擁有5 Vdc和12 Vdc輸入，以及24 Vdc電壓輸出。表2中列出了多種可選配置，能夠用于配合不同的電源機(jī)制。

表2：反激轉(zhuǎn)換器段標(biāo)準(zhǔn)及可選輸出電壓配置

高壓背光逆變器電源段

1) 半橋與全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較

高壓逆變器能夠采用半橋或全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。決定采用何種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要考慮多項(xiàng)因素。與半橋結(jié)構(gòu)引比，全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)擁有眾多優(yōu)勢(shì)，如固定工作頻率時(shí)零電壓開(kāi)關(guān)(ZVS)、降低EMI及功率損耗、減輕MOSFET開(kāi)關(guān)應(yīng)力及減少散熱等。此外，在全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，由于控制器工作在固定頻率，有可能將開(kāi)關(guān)頻率與視頻頻率同步，避免任何可能的背光子系統(tǒng)干擾影響視頻圖像。

2) LX6503背光控制器

本參考設(shè)計(jì)采用了Microsemi的LX6503背光控制器。LX6503是一款高性能CCFL控制器，旨在用于液晶電視及其它多燈LCD顯示系統(tǒng)。它經(jīng)過(guò)了特別優(yōu)化，是用于高壓逆變器架構(gòu)的一種高性?xún)r(jià)比解決方案。這控制器提供一對(duì)推挽式(push-pull) PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在增加簡(jiǎn)單的外部電路的情況下，具有足夠的能力驅(qū)動(dòng)推挽式半橋或全橋CCFL逆變器。

3) CCFL驅(qū)動(dòng)及電流平衡

必須仔細(xì)考慮CCFL燈啟動(dòng)及電流平衡，從而擁有可靠的背光系統(tǒng)。本參考設(shè)計(jì)中使用的JIN平衡器(balancer)解決方案能夠提供極佳的燈電流平衡功能，同時(shí)還結(jié)合頻率掃描(frequency sweeping)j啟動(dòng)技術(shù) ，確?？煽康臒魡?dòng)。JIN平衡器基于平衡變壓器的電磁耦合原理，產(chǎn)生額外的校正電壓給燈，從而均衡燈電流。這平衡器網(wǎng)絡(luò)的基本配置如圖1所示。平衡器次級(jí)繞組的串行回路均衡了初級(jí)端電流，并提供燈電路之間的耦合機(jī)制。有了這樣的耦合機(jī)制，如果其中某個(gè)燈未啟動(dòng)，已經(jīng)啟動(dòng)的燈的能量將自動(dòng)耦合至未啟動(dòng)燈電路的初級(jí)繞組，從而增加燈電壓，幫助其啟動(dòng)。如圖1所示，平衡器網(wǎng)絡(luò)的繞線(xiàn)配置是一致的，而不管燈數(shù)量是多少。此外，一種類(lèi)型的平衡器變壓器能夠適應(yīng)幾乎所有燈尺寸。這些特性使JIN平衡器解決方案能夠非常靈活地用于CCFL逆變器應(yīng)用。

圖1：JIN平衡器網(wǎng)絡(luò)的基本配置及波形圖

32英寸液晶電視背光子系統(tǒng)的典型配置是：

·12個(gè)燈

·所有燈一起連接至共用地

·系統(tǒng)電流感測(cè)在地線(xiàn)上

·所有燈采用單輸出高壓變壓器“同相(in phase)”驅(qū)動(dòng)

總體能效性能及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

本參考設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于以高能效的架構(gòu)提供極佳的參數(shù)性能，這架構(gòu)在所有電源轉(zhuǎn)換段的工作損耗都較低。下面的表3中介紹了一些典型的性能數(shù)據(jù)，其中反激及PFC段的負(fù)載為不同測(cè)試負(fù)載條件下的負(fù)載。逆變器能效為估計(jì)值，因?yàn)橹苯釉诟邏簾羯暇_地測(cè)量輸出功率非常困難，而且精度不夠高。在典型負(fù)載條件下，PFC在完整線(xiàn)路輸入范圍下的能效高于95%，反激轉(zhuǎn)換器在37 W典型負(fù)載配置下的峰值能效為78%。顧及根據(jù)所采用的交叉穩(wěn)壓技術(shù)的不同5 V和12 V輸出上出現(xiàn)的額外損耗，這個(gè)數(shù)值可謂相當(dāng)不錯(cuò)。逆變器的能效得到的優(yōu)化，這要?dú)w因于全橋零電壓開(kāi)關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將開(kāi)關(guān)損耗減至最小。支撐它的一項(xiàng)論據(jù)是這樣的事實(shí)：全橋MOSFET使用表面貼裝DPAK器件，不需要任何額外散熱片。

表3：安森美半導(dǎo)體高壓LIPS液晶電視電源參考設(shè)計(jì)的總體能效性能

總的來(lái)看，安森美半導(dǎo)體這款32英寸高壓LIPS液晶電視電源參考設(shè)計(jì)采用優(yōu)化的架構(gòu)，具有極高的能效及極低的待機(jī)能耗，符合各種能效規(guī)范的工作能效、最大工作能效及待機(jī)能耗要求。本參考設(shè)計(jì)的功能框圖如圖2所示：

圖2：安森美半導(dǎo)體32英寸高壓LIPS液晶電視電源參考設(shè)計(jì)功能框圖

總結(jié)：

安森美半導(dǎo)體這款GreenPoint參考設(shè)計(jì)支持新興的高壓LIPS架構(gòu)，直接從PFC段而非傳統(tǒng)的24 V為逆變器供電，從而省下一個(gè)從PFC段到24 V的完整電源轉(zhuǎn)換部分。此外，這參考設(shè)計(jì)采用了高能效專(zhuān)有架構(gòu)的NCP1351反激控制器，免除了與專(zhuān)用待機(jī)電源相關(guān)的需求及開(kāi)銷(xiāo)，從而進(jìn)一步簡(jiǎn)化了解決方案。這款參考設(shè)計(jì)中展示的架構(gòu)具有高度的靈活性，支持多種電壓/電流配置，而只需對(duì)原理圖及所用元件作出極小改動(dòng)。最后，因?yàn)槭褂昧瞬捎昧汶妷洪_(kāi)關(guān)全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的先進(jìn)背光控制器，逆變器電源能夠輕易地?cái)U(kuò)展，支持高至42英寸的多種液晶電視尺寸。客戶(hù)利用這高能效先進(jìn)參考設(shè)計(jì)，可縮短開(kāi)發(fā)周期，加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。