安森美GreenPoint 32英寸高压LIPS液晶电视电源参考设计

表2：反激转换器段标准及可选输出电压配置

高压背光逆变器电源段

1) 半桥与全桥拓扑结构比较

高压逆变器能够采用半桥或全桥拓扑结构实现。决定采用何种拓扑结构要考虑多项因素。与半桥结构引比，全桥拓扑结构拥有众多优势，如固定工作频率时零电压开关(ZVS)、降低EMI及功率损耗、减轻MOSFET开关应力及减少散热等。此外，在全桥拓扑结构下，由于控制器工作在固定频率，有可能将开关频率与视频频率同步，避免任何可能的背光子系统干扰影响视频图像。

2) LX6503背光控制器

本参考设计采用了Microsemi的LX6503背光控制器。LX6503是一款高性能CCFL控制器，旨在用于液晶电视及其它多灯LCD显示系统。它经过了特别优化，是用于高压逆变器架构的一种高性价比解决方案。这控制器提供一对推挽式(push-pull) PWM驱动信号，在增加简单的外部电路的情况下，具有足够的能力驱动推挽式半桥或全桥CCFL逆变器。

3) CCFL驱动及电流平衡

必须仔细考虑CCFL灯启动及电流平衡，从而拥有可靠的背光系统。本参考设计中使用的JIN平衡器(balancer)解决方案能够提供极佳的灯电流平衡功能，同时还结合频率扫描(frequency sweeping)j启动技术 ，确保可靠的灯启动。JIN平衡器基于平衡变压器的电磁耦合原理，产生额外的校正电压给灯，从而均衡灯电流。这平衡器网络的基本配置如图1所示。平衡器次级绕组的串行回路均衡了初级端电流，并提供灯电路之间的耦合机制。有了这样的耦合机制，如果其中某个灯未启动，已经启动的灯的能量将自动耦合至未启动灯电路的初级绕组，从而增加灯电压，帮助其启动。如图1所示，平衡器网络的绕线配置是一致的，而不管灯数量是多少。此外，一种类型的平衡器变压器能够适应几乎所有灯尺寸。这些特性使JIN平衡器解决方案能够非常灵活地用于CCFL逆变器应用。

图1：JIN平衡器网络的基本配置及波形图

32英寸液晶电视背光子系统的典型配置是：

·12个灯

·所有灯一起连接至共用地

·系统电流感测在地线上

·所有灯采用单输出高压变压器"同相(in phase)"驱动

总体能效性能及应用优势

本参考设计的重点在于以高能效的架构提供极佳的参数性能，这架构在所有电源转换段的工作损耗都较低。下面的表3中介绍了一些典型的性能数据，其中反激及PFC段的负载为不同测试负载条件下的负载。逆变器能效为估计值，因为直接在高压灯上精确地测量输出功率非常困难，而且精度不够高。在典型负载条件下，PFC在完整线路输入范围下的能效高于95%，反激转换器在37 W典型负载配置下的峰值能效为78%。顾及根据所采用的交叉稳压技术的不同5 V和12 V输出上出现的额外损耗，这个数值可谓相当不错。逆变器的能效得到的优化，这要归因于全桥零电压开关拓扑结构将开关损耗减至最小。支撑它的一项论据是这样的事实：全桥MOSFET使用表面贴装DPAK器件，不需要任何额外散热片。

表3：安森美半导体高压LIPS液晶电视电源参考设计的总体能效性能

总的来看，安森美半导体这款32英寸高压LIPS液晶电视电源参考设计采用优化的架构，具有极高的能效及极低的待机能耗，符合各种能效规范的工作能效、最大工作能效及待机能耗要求。本参考设计的功能框图如图2所示：

图2：安森美半导体32英寸高压LIPS液晶电视电源参考设计功能框图

总结：

安森美半导体这款GreenPoint参考设计支持新兴的高压LIPS架构，直接从PFC段而非传统的24 V为逆变器供电，从而省下一个从PFC段到24 V的完整电源转换部分。此外，这参考设计采用了高能效专有架构的NCP1351反激控制器，免除了与专用待机电源相关的需求及开销，从而进一步简化了解决方案。这款参考设计中展示的架构具有高度的灵活性，支持多种电压/电流配置，而只需对原理图及所用元件作出极小改动。最后，因为使用了采用零电压开关全桥拓扑结构的先进背光控制器，逆变器电源能够轻易地扩展，支持高至42英寸的多种液晶电视尺寸。客户利用这高能效先进参考设计，可缩短开发周期，加快产品上市进程。

参考资料：

1、HV-LIPS LCD TV Power Supply Documentation Package, ON Semiconductor, http://www.onsemi.cn/pub/Collateral/TND360-D.PDF

2、AC-DC Power Architecture in LCD TV, ON Semiconductor, http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND353-D.PDF