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LED驱动器提高TV背光能效技术解析

2015-02-25 10:09
论恒
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  被世人公认为是二十世纪最重要发明之一的电视,系人们进行资讯交流不可或缺的工具,由于电视普及,亦造就消费者对于流量的需求日增、应用服务变化日新月异;而限制电视消耗的最大功率以节省能源,已是电视制造商须变革的重点。透过将发光二极体(LED)先进驱动技术应用于电视背光系统,可为消费者提供完全不同的视觉体验与观赏品质,进而创造传播服务的价值。

  根据加州能源委员会的资料,现今一台电视平均消耗一户家庭约8—10%的用电量,由此观之,能源效率显然已成为电视供应商重要设计参数之一,未来电视能源效率的相关规范势必也更加严格。

  为有效降低电视功率消耗,制造商须达到法定能源效率基准,而较可行方法是采用LED背光的液晶显示器(LCD)技术;其他如电浆电视的缺点在于每个像素都是活跃的光发射体,加上能量消耗与像素数量成正比,因此在相同亮度与解析度下,高画质电浆电视平均消耗的能量约为LCD液晶显示器的二至三倍。

  目前新型的LED驱动电路设计技术,可有效节约主要功率消耗,让电视制造商能满足严苛的功率消耗需求,但若要在未来数年内达到必需的功率消耗目标,现今LED背光液晶电视仍会面临诸多困难。

  电视功率消耗标准日趋严格

  首先针对电视功率消耗做出规定标准的是美国环保署于2008年启动的“能源之星”v3版本,此一4.0版本系2010年5月1日生效,该版本不仅将功率消耗限制降低约40%,也规范出最高亮度输出下的对比度功率消耗上限,能有效防止供应商误导消费者。接着,在2011年9月30日生效的5.3版本又再次降低功率消耗限制。由此可见,当每次新修订的法律条文进一步降低电视能源消耗时,对于大尺寸电视的制造商更是严格的挑战。

  不过,自发性高且极具影响力的“能源之星”并非电视功率消耗的唯一规范。事实上,美国加州能源委员会也于2011年初至2013年间执行相关有效标准,禁止未达到功耗标准的电视在当地销售。此外,图1显示的是电视功率消耗标准的变化,以及2011年LG影院3D电视实际的消耗功率。


  图1 电视功率消耗范围示意图

  LED背光划分直接/间接模式

  LED背景灯的能源有30%至70%是来自LCD液晶电视的电源系统,此与许多传统电源系统设计一样,只要逐步改善能量消耗,就可累积成极大的进步。因此,改善背光电源电路,便能大幅提升系统的能源效率。

  LED背光照明有两种应用方法,如图2所示:


  图2 LCD液晶电视可采用两种LED背光照明设计。

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