典型電源平台
根據面板尺寸、面板製造商、音訊要求和所用的晶元組等因素的不同，各個電源設計的要求也會不同，但對於電視製造商和其電源原設計製造商(odm)而言，他們需要的是標準平台, 能夠快速適用於不同的要求(如某平台用於尺寸最大為26英吋的液晶電視，另一種用於尺寸介於26至32英吋之間的液晶電視，依此類推)。平台的選擇主要由成本因素來確定。由於小螢幕尺寸(小於26英吋，功率小於150w)設計的功率較低，且對成本更為敏感，它們多由簡單的反激式設計主導。
如果需要pfc，便會採用臨界導電模式(crm)電路，將成本降到最低。然而，如要求低emi和高能效，便須採用谷底開關(valley-switching)或準諧振反激技術。將電視內部的發熱降到最低也很重要，因為液晶電視採用被動冷卻方式，而且電視機內部的頂端和底端存在的顯著溫差可能會影響ccfl燈管光輸出的一致性。
業界已經證明，採用適當的半導體解決方案，從傳統的固頻反激轉向谷底開關的成本影響可說是微不足道。低端設計中整合了單個12 v輸出電源，並使用後處理器 (post-processor) 來產生5v電源。在這種方法中，待機管理比較棘手，因為需要額外的負載開關。
另乙個平台等級適用於26至37英吋電視，功率介於150和250w之間。對於這些系統，電源板內必須含有乙個獨立的待機轉換器，否則要在0.5w負載下滿足小於1w輸入功率的待機要求就變得很困難。
此外，還須轉換為24v輸出電壓以用於背光逆變器。其他訊號處理電路和音訊仍然需要12v匯流排，因此典型使用的是多輸出轉換器。雖然傳統的和較低端的平台仍然在主轉換器和待機轉換器中使用反激拓撲，但如今趨向利用雙電感加單電容(llc)半橋轉換器的軟開關拓撲來提高能效及減少emi。
對高於250w的更大螢幕尺寸(大於37英吋)而言，在主電源中使用llc半橋轉換器就更為平常了。而且pfc功能通常是採用連續導電模式(ccm)電路來實現，電平和要求的複雜程度都有增加。因此，輔助電源通過反激轉換器來處理。
主電源的第二個輸入端提供高達14 v電壓，以支援更高的音訊功率要求。
pfc概述
雖然pfc應用的推動力主要是歐洲有關諧波減少的標準iec61000-3-2，有源pfc前端的額外效益使其幾乎成為絕大多數平板電視的通用選擇。這與crt電視形成了鮮明對比，因為在crt電視中pfc解決方案主要是無源、大體積的方案。隨著近來ncp1653等簡化型ccm控制器和相關支援器件的推出，pfc前端的設計挑戰已經得到舒解。
如上所述，低端解決方案的共同選擇就是crm拓撲結構，例如ncp1606控制器等。然而，近期出現乙個變化—頻率鉗位crm方法(例如ncp1605)正在憑藉其改善的待機管理和更低的emi而日受歡迎。
為平板顯示應用選擇pfc拓撲結構時，考慮諸如電源段的排序、保持時間、輸出電壓範圍、待機和輕載下工作等問題也很重要。
llc半橋概述
主電源段適合拓撲結構的選擇取決於電平、設計人員熟悉程度和輸出要求等因素。表1提供了適合不同螢幕尺寸的不同解決方案的簡單總結。雖然反激式方法非常流行，但llc半橋轉換器需特別提到。
表1：不同螢幕尺寸的開關電源拓撲結構選擇
這種拓撲結構因消除導通開關損耗而顯著提高電源效率。此外，如圖3所示，這種結構與其他諧振方式不同，它不需要輸出電感，相對比較簡單。諧振迴路能夠通過將諧振電感整合到主變壓器中得到簡化。
它還將開關電壓應力限制到輸入電壓的最大值。這些優點使llc半橋轉換器拓撲結構成為大功率lcd和等離子電視電源設計的非常便利的選擇。由於開關頻率並不會顯著變化，存在著穩定的pfc電壓端簡化了設計過程。
然而，使用這種拓撲結構來設計電源需要一些特別的考量和設計折衷，其中包括諧振迴路、輸入和輸出電容的選擇，以及變壓器的設計。使用llc半橋拓撲結構已經被證明能夠實現高於90%的能效。
圖3：llc半橋轉換器的簡化原理示意圖。
新興架構及趨勢
隨著液晶電視市場的高速增長，業界面臨構建更高價效比及更高能效電源的壓力也在增加，業界有兩個主要的行動方向來滿足這些需求。
第乙個便是市場認識到輸出電壓範圍的差異性可提供特定市場定製電源的商機。舉例來說，單獨針對北美市場設計的電源會將輸入電壓範圍限制在90-132vrms，並消除了pfc強制要求，這會使成本顯著下降並可優化電源。同理，如針對歐洲電源要求，帶有pfc的設計能夠實現優化設計。
第二個重要的架構趨勢是將背光逆變器整合到電源中，也就是大家所知的lcd整合電源(lips)。這種方法消除了用於背光逆變器的24 v電源端的需求，改從pfc輸出電壓 (390v)直接為逆變器供電。這就降低了系統總功率，減少了主機板的發熱量，並降低了成本。
然而，由於涉及到融合電視機的兩個不同部分，且這兩個部分的採購**各不相同(乙個來自面板**商，另乙個來自電源odm)，從**鏈管理來看，這種趨勢存在著挑戰，因為電源必須針對特定的面板製造商和燈管配置進行優化。
解決方案示例
本文所列舉的新要求表明要滿足這些新要求對電視製造商及其**商而言都是持續的挑戰，再加之極短的設計週期，電視製造商通常選用經過驗證的平台。安森美半導體率先針對這些液晶電視電源要求積極提供完整的參考設計解決方案，這些參考設計結合了經過驗證並符合所有系統要求的完整解決方案。圖4中顯示的就是其中的乙個參考設計。
圖4：用於220 w液晶電視電源的安森美半導體greenpoint參考設計。
該參考設計包含乙個pfc，它整合了頻率鉗位crm拓撲結構，具備良好的待機效能，並且使用跳週期模式操作來實現在輸出維持穩健的電壓端。它還有乙個使用了ncp1027穩壓器的待機電源，用於5v、2.5a輸出。
而llc半橋轉換器產生三路輸出(用於背光的24v、6a輸出；用於面板和音訊功能的12 v、3 a輸出；30 v、1 a輸出)。在輸入電壓為230vac時，該參考設計的能效高於90%，而在待機0.5w負載時其輸入功率證明低於1w。
它符合iec61000-3-2的諧波要求。
本文小結
本文簡述了平板電視電源架構的新興電源設計挑戰和發展趨勢。這些趨勢源自於降低功耗以管理發熱、減少emi和永恆的降低成本的要求。隨著電視製造商爭相推出更纖薄的lcd面板，這方面的挑戰也變得更棘手。
許多變化來自背光技術，如帶有lips的ccfl、外接電極螢光燈(eefl)或者甚至是紅綠藍(rgb) led光源。未來幾年內，這些變化必使電源設計人員保持警覺，驅使他們持續提供更創新的解決方案。最後，液晶電視日趨普及的程度已引起標準制定機構的注意，這些機構正在考慮在不遠的將來制定相關的能耗標準。
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