業界面臨的挑戰

　　● 電器本身的節能問題

　　在未來幾年，全球CRT彩電的數量預計將會持平，而數字電視 (DTV) 市場區間則預計將以30% 的年復合增長率增長，于2009年達到9,400萬臺。平板電視以兩種技術為主：液晶電視 (到2009約5,800萬臺) 和等離子電視 (到2009年約1,200萬臺)。本文將著重討論占據最大部分平板電視市場份額的液晶電視。

　　今天數字電視的屏幕尺寸越來越大，目前產量最高的是32英寸液晶電視，而尺寸最大的是61英寸。由于電視的大型屏幕需要更多功耗，結果使電視產品的功耗大幅飚升。

　　目前針對電視功耗規范的計劃如“能源之星”等著眼于待機時的能耗，即自2005年7月1日起待機功耗必需低于1W。展望未來，著眼點將轉移至更高的目標，即在正常運行狀態下節能。現在已有E-Star的最后定稿，限定了外部電源 (如交流電源適配器) 在正常運行狀態下的功耗水平，以及初步擬定計算機的效率。此外，E-Star計劃也開始著手解決數字電視在正常運行時的功耗限制問題。

　　● 有效利用交流電網的電能

　　節約能源的另一方面是功率因數校正 (PFC)。PFC的規范與交流電網電能的利

用質量相關。從交流電網輸電的最佳狀態，是當電力負載 (如電視機) 取得的電流與輸入電壓相位相同，且電流無波形失真 (正弦波形)。就此而言，IEC 6100-3-2版本2.2是目前歐洲推行的標準，針對不同級別的設備規定了諧波失真指標。特別是取用75W以上的個人計算機、顯示器和電視機 (D類設備) 等，其諧波電流規定必須低于圖1所示的限度。這意味著一臺功耗輕易達到250W的40英寸液晶電視如果銷往歐洲，便需要合乎這個標準。而該標準在歐洲獲采納后，世界其它地方也會陸續仿效。

　　在歐洲規范中，諧波的級次越高，容限要求越嚴格；不過，高次諧波的儲能通常較低 (強度小)，因此較易濾除。按照這項規范，所容許的諧波電流最大值超過600A，使得在高功率下達到這項要求更加困難。

　　解決方案

　　曾經有一家主要的電視機制造商請飛兆半導體協助其設計40英寸數字電視的電源系統。當中的設計挑戰是由于電視機的體型極薄，電源系統必須體積小但效率高，在正常運行狀態下效率需達85%，待機時功耗并需滿足“能源之星”少于1W的要求。

　　普通的40英寸液晶電視一般需要幾個AC/DC隔離輸出，將90V~254V的交流電轉換成直流電。通常，輸出1 (24V/8A， 192W) 用于驅動液晶顯示器的背光逆變模塊，輸出2 (5V/0.5A) 用于驅動邏輯控制模塊，輸出3 (5V/2A) 用于驅動調諧模塊，而輸出4 (12V/3A) 用于驅動音頻放大器模塊。這樣，設備的正常運行總功耗為243W，待機功耗低于1W。

　　為了滿足正常運行和待機功耗的要求，我們采取的策略是將整個功率系統分成兩個子系統：一個是支持正常運行的主電源子系統，另一個是支持待機的輔助電源子系統 (見圖1)。

　　● 待機狀態

　　在待機狀態下，主電源與交流電網斷開。我們使用一個繼電器及僅由飛兆半導體的FSDM311 型SMPS功率開關來構建的電源向邏輯模塊供電。FSDM311采用高壓啟動開關技術和先進的突發模式運作來降低開關損耗，因此功耗很低。

　　● 正常運行狀態

　　在正常運行狀態下，器件的主電源由飛兆半導體FAN4800 PFC/PWM單芯片組合控制IC來構建，這IC使用了ZVS (零電壓開關) 和ASHB (非對稱半橋) 電路結構及利用FAN7382作為高邊MOSFET的驅動電路來實現高效率，還采用專利的LEM (脈沖前沿調制) PFC/TEM (脈沖后沿調制) PWM同步技術以減小PFC和PWM部分之間儲電容的紋波電流。結果使得器件的效率更高、體積更小。由于采用了這些技術，器件在85Vac狀況下的總體效率超過85%  (包括PFC部分)，因此能夠滿足客戶的要求。

　　● PFC

　　FAN4800帶有高性能的平均電流模式PFC控制模塊，能滿足PFC技術規范要求。該器件還有一個附加特性，其電流增益調制器具有很好的抗噪性能。

　　結論

　　大尺寸平板電視的發展為功率管理和節能帶來了新的挑戰。截至目前，許多管理機構都著重于待機狀態的節能規范，又或剛開始處理正常工作模式下的節能問題。從節能的角度看，針對液晶電視和等離子電視，由于受尺寸所限及產生的熱量相對較高，迫使市場需要高效率的解決方案，而不是受到現有的任何規范所推動。應用先進的體系架構和技術，如在正常運行模式和待機狀態突發模式中采用ZVS及脈沖前沿/后沿調制技術的組合，是滿足現代化電器對節能要求不可或缺的一環。