黑電節(jié)能：D類放大器和LED背光是關(guān)鍵技術(shù)

　　電視屏幕越來(lái)越大，音響的瓦數(shù)越來(lái)越大，黑色家電的功耗也越來(lái)越大。節(jié)能的問(wèn)題日益突出。
　　
　家電能耗占全國(guó)總能耗的15%，家電節(jié)能是很重要的問(wèn)題。然而，國(guó)內(nèi)外關(guān)注的家電節(jié)能對(duì)象大多是白色家電(空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、微波爐等)，而對(duì)黑色家電(電視機(jī)、音響等音視頻產(chǎn)品)卻很少有人提起節(jié)能問(wèn)題。只有廠家打出“節(jié)能空調(diào)”的廣告，而沒(méi)有廠家打出“節(jié)能電視”的廣告，難道黑色家電就不需要節(jié)能了嗎？

　　黑電節(jié)能問(wèn)題日益凸現(xiàn)

　　其實(shí)，黑色家電在工作時(shí)的節(jié)能是一個(gè)很重要的節(jié)能環(huán)節(jié)，因?yàn)楹谏译姷拿刻旃ぷ鲿r(shí)間通常要大于白色家電的工作時(shí)間。
    
　　黑色家電的主要能源消耗都是位于終端輸出部位，也就是供眼睛觀看的顯示屏和供耳朵聽(tīng)的喇叭。原則上說(shuō)，尺寸越大的顯示屏越費(fèi)電，聲音越響的喇叭也越費(fèi)電。而近年來(lái)，屏幕大于29英寸的電視機(jī)已經(jīng)成為最暢銷的電視產(chǎn)品，同樣瓦數(shù)高于20瓦的音響也受到用戶的歡迎。無(wú)論是CRT(顯像管)顯示終端還是液晶顯示終端，其屏幕越大，消耗的電能也就越多。同樣，在音頻產(chǎn)品中，大功率音頻放大器、家庭影院等所消耗的電能也很可觀。
　　
　　現(xiàn)在中國(guó)的電視機(jī)擁有量已經(jīng)超過(guò)4.1億臺(tái)，如果每臺(tái)電視機(jī)可節(jié)約10瓦電能，以每天收看3小時(shí)計(jì)算，每年可以節(jié)約45億度電。這是一個(gè)非?？捎^的數(shù)字。再加上近年來(lái)黑色家電的性能越來(lái)越高，電視屏幕越來(lái)越大，音響的瓦數(shù)越來(lái)越大，黑色家電的功耗也越來(lái)越大，節(jié)能的問(wèn)題日益突出。
　　
　　黑色家電怎樣才能在不降低使用性能的情況下，實(shí)現(xiàn)節(jié)電呢？

　　CRT節(jié)能：采用D類放大器

　　我國(guó)2007年生產(chǎn)電視機(jī)8807萬(wàn)臺(tái)，其中七成是CRT電視，而我國(guó)現(xiàn)在正在使用的CRT監(jiān)視器大約有6000萬(wàn)臺(tái)。所以CRT的節(jié)能仍然是最重要的問(wèn)題。
    
　　CRT的耗電主要是由屏幕大小決定的，屏幕越大，陽(yáng)極電壓也就越高，耗電也就越多。同時(shí)，屏幕越大所需要的偏轉(zhuǎn)電流也就越大，在產(chǎn)生掃描鋸齒波的電路方面，采取節(jié)能措施還是有很大潛力的。
　　
　　雖然垂直偏轉(zhuǎn)所需要的鋸齒波電流完全由偏轉(zhuǎn)角決定，但產(chǎn)生同樣大小的鋸齒波，所需要的功率是可節(jié)省的。目前幾乎所有的垂直偏轉(zhuǎn)放大器都是采用了AB類放大器，來(lái)對(duì)垂直偏轉(zhuǎn)鋸齒波進(jìn)行功率放大。而這種AB類偏轉(zhuǎn)放大器工作于線性狀態(tài)，效率很低。通常在低輸出時(shí)只有20%-30%的效率。因而，AB類的放大器需要很大的散熱器來(lái)排熱量。
    
　　現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種新型的D類放大器，這種放大器使末級(jí)功率晶體管只工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，就能把模擬信號(hào)放大，能達(dá)到80%-90%的效率。
　　
　　把這種放大器應(yīng)用到垂直偏轉(zhuǎn)放大器以后，就可以節(jié)約很多能量。例如，一個(gè)AB類偏轉(zhuǎn)放大器本來(lái)需要6.94瓦，而采用D類偏轉(zhuǎn)放大器后只要2.94瓦，節(jié)約了4瓦功率。而另一個(gè)更大屏幕的垂直偏轉(zhuǎn)電路，原來(lái)需要10.8瓦，采用D類放大器以后，就只需要4.6瓦，節(jié)省了6.2瓦。所以，平均來(lái)說(shuō)，在一臺(tái)電視機(jī)的垂直偏轉(zhuǎn)里采用D類放大器以后，可以節(jié)約5瓦左右。
　　
　　雖然5瓦不是一個(gè)很大的數(shù)字，但是目前國(guó)內(nèi)CRT電視機(jī)數(shù)量達(dá)到4億臺(tái)，以平均每天使用3小時(shí)計(jì)算，每年可節(jié)約21.9億千瓦時(shí)的電。采用CRT電腦顯示器數(shù)量有6000萬(wàn)臺(tái)，假定每天使用8小時(shí)，一年可以節(jié)省8.76億千瓦時(shí)的電。而兩者相加高達(dá)30.66億千瓦時(shí)，其數(shù)字十分可觀。

　　液晶節(jié)能：從顯示屏背光下手

　　我國(guó)2007年生產(chǎn)液晶電視2600萬(wàn)臺(tái)，其中，國(guó)內(nèi)銷量超過(guò)800萬(wàn)臺(tái)。液晶電視最大的能耗是在顯示屏的背光。
　　
　　目前液晶電視大多數(shù)采用冷陰極熒光管(CCFL)作為背光。CCFL的發(fā)光效率較高，但由于它的光線是向四周發(fā)射，需要用反光鏡把向后發(fā)射的光線反射回來(lái)，這樣就會(huì)損失不少。而且，其彩色表現(xiàn)能力比較差，通常只有NTSC(即National Television System Committee，是國(guó)際電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)規(guī)定的彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn)，以百分比為單位表示。這個(gè)指標(biāo)表示顯示設(shè)備能在各種色彩上顯示到何種飽和度）標(biāo)準(zhǔn)的70%-80%。而它的更大的問(wèn)題是環(huán)保問(wèn)題——含有水銀。歐盟的RoHS標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)規(guī)定有關(guān)的電子產(chǎn)品不準(zhǔn)含有水銀。從2006年7月1日開(kāi)始就不準(zhǔn)進(jìn)口，如果進(jìn)口就要繳納10美元的有害垃圾處理費(fèi)。
　　
　　目前LED的發(fā)光效率比較低，只有CCFL的2/3。不過(guò)，這種情況會(huì)隨著LED發(fā)光效率的提高而改變。
　　
　　最近采用“場(chǎng)順序”的技術(shù)減少濾色片的光損耗，使得總發(fā)光效率提高1倍。而這種“場(chǎng)順序”技術(shù)是CCFL無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。2006年三星公司開(kāi)發(fā)出了一款采用“場(chǎng)順序”的無(wú)濾色片LED背光的32英寸液晶電視，其分辨率為1366×768，亮度為500cd/m2，對(duì)比度為1000∶1，色表現(xiàn)度可達(dá)NTSC的110%，消耗電力為82瓦，為傳統(tǒng)方式的60%。另一款40英寸液晶電視LE40M91，其對(duì)比度可達(dá)10000∶1，色表現(xiàn)度可達(dá)NTSC的110%。40英寸液晶電視如果采用CCFL，耗電170瓦，而采用LED背光，耗電只有100瓦，這就使得其耗電遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于CCFL背光。
　　
　　最近有廠商還推出了一種“區(qū)域亮度控制”技術(shù)，可根據(jù)畫面的內(nèi)容來(lái)控制亮度，這種技術(shù)只有采用LED背光才能實(shí)現(xiàn)。而采用這種技術(shù)以后，還可以進(jìn)一步節(jié)能50%以上。最近國(guó)內(nèi)還有人提出一種稱之為“基于藍(lán)色背光的彩色LED顯示”技術(shù)，可以省去彩色濾光片，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)電。
　　
　　總之，假定平均每臺(tái)液晶電視可以節(jié)省電能50瓦，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有液晶電視擁有量大約為2000萬(wàn)臺(tái)，如平均每天開(kāi)機(jī)3小時(shí)，那么每年可以節(jié)約電10.95億千瓦時(shí)。

　　音響節(jié)能：應(yīng)用D類功放

　　我國(guó)迷你音響的擁有量約為1000萬(wàn)臺(tái)，其平均功率輸出為40瓦×2，迷你音響主要用來(lái)播放音樂(lè)，所以采用D類功放以后，其效率可以提高6倍。假定平均每周開(kāi)機(jī)3小時(shí)，每年可以節(jié)約0.55億度電。我國(guó)家庭影院擁有量超過(guò)1000萬(wàn)臺(tái)。其平均功率輸出為200瓦×2(包括5.1聲道在內(nèi)的平均值)，假定每周開(kāi)機(jī)5小時(shí)，那么采用D類功放以后，每年可以節(jié)電4.586億千瓦時(shí)。
　　
　　當(dāng)然在音響方面，這還是很不完全的估計(jì)。我國(guó)有極大數(shù)量的KTV(卡拉OK)包房和電影院，其音響的功率不小于家庭的音響總和。此外還有汽車音響，各種公共場(chǎng)所(火車站，汽車站，機(jī)場(chǎng)等)的播音，甚至于上5億部的手機(jī)、上千萬(wàn)臺(tái)的學(xué)習(xí)機(jī)、上百萬(wàn)臺(tái)的游戲機(jī)、幾十萬(wàn)臺(tái)的對(duì)講機(jī)等等，都可以采用D類功放。再加上降低各種電子設(shè)備和充電設(shè)備的待機(jī)功耗，節(jié)能的前景極其可觀。

　　評(píng)論

　　黑電節(jié)能大有可為

　　茅于海

　　　現(xiàn)在國(guó)際上都開(kāi)始重視所有電器設(shè)備(包括黑色家電在內(nèi))的待機(jī)功耗。例如美國(guó)環(huán)保署出臺(tái)了“能源之星”標(biāo)準(zhǔn)，電視機(jī)等的待機(jī)功耗只有3W。國(guó)際能源署(IEA)和歐盟相繼制定了更嚴(yán)格的“1W計(jì)劃”，即在2010年前將所有產(chǎn)品的待機(jī)功耗水平降到1W以下。歐盟還提議充電器的待機(jī)功耗低于0.1W，現(xiàn)遵從IEA 0.3W的建議。但是，大多數(shù)國(guó)家還沒(méi)有關(guān)于黑色家電開(kāi)機(jī)平均能耗的節(jié)能規(guī)　　定。
　　
　　黑色家電的節(jié)能主要就是采用D類功放和LED背光。假如在黑色家電中全部改用高效率的D類放大器，那么，估計(jì)總共大約每年可以節(jié)電56.724億千瓦時(shí)。同樣假如所有的液晶屏背光全部改成高效率的LED背光，也可節(jié)電大約13.037億千瓦時(shí)。兩者相加為68.761億千瓦時(shí)。
　　
　　當(dāng)然，要能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的節(jié)能，首先要制定黑色家電的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在，雖然我們已經(jīng)有了國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家質(zhì)檢總局聯(lián)合制定的《能源效率標(biāo)識(shí)管理辦法》，但是還沒(méi)有落實(shí)到黑色家電。黑色家電到現(xiàn)在還沒(méi)有貼上由國(guó)家統(tǒng)一認(rèn)證的能效等級(jí)標(biāo)志。這是首先要解決的問(wèn)題。
　　
　　同時(shí)，各黑色家電生產(chǎn)廠家也一定要認(rèn)真對(duì)待黑色家電的節(jié)能問(wèn)題。用戶也要增強(qiáng)節(jié)能觀念和素質(zhì)，抵制沒(méi)有節(jié)能標(biāo)識(shí)的黑色家電。
　　
　　黑電的節(jié)能需要政府、生產(chǎn)廠家、消費(fèi)者三方面共同努力，希望在不久的將來(lái)，黑色家電也能夠像白色家電一樣，將節(jié)能問(wèn)題深入人心，最大限度實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。