应用新LED驱动技术减低LCD电视用电量

根据超高效设备和器具部署计划（Super-efficient Equipment and Appliance Deployment，SEAD），全球家庭耗电量当中有3～8%是由电视产生的。幸而，劳伦斯柏克莱国家实验室 （Lawrence Berkeley National Laboratory）的一项分析报告指出，技术改进，如更具效率的LED驱动，将在未来的日子大幅减低电视机的用电量。

　　毫无疑问，使用LED背光的LCD技术是唯一可行的方法，有助于厂商达到政府要求的能源效益目标。等离子电视的缺点在于每个像素都是活跃的光发射体，能耗直接取决于像素数量的多少，两者成正比关系。在相同分辨率和亮度下，高清等离子电视的平均能耗是LCD液晶显示器的2至3倍。近期有报导指出，备受吹捧的OLED技术也许未能如愿在短期内上市。事实上，这种大屏幕技术要求大量的投资，使市场却步。另一方面，若大型显示屏幕采用目前先进的TFT-LCD技术，以及配备局部调光功能的智能型LED背光技术，能耗和画面质量堪与OLED技术相提并论，但成本却要低得多。

　　然而，现在的LCD电视即使采用了LED背光技术，仍难以符合未来几年的能耗目标。不过新的LED驱动电路设计技术可保证显著的节能效果，大大有助于电视制造商满足严格的功耗要求。

　　不断变化的电视能耗标准

　　“能源之星”等电视能耗标准早于2008年面世，且每年都进一步降低电视的用电量限制。随着新标准规定任何尺寸的屏幕最多也只能耗用85W，大尺寸屏幕电须面对更为严苛的设计挑战。

　　“能源之星”这项厂商自发跟从的标准极具影响力，但并不是唯一的规范。例如，美国加州的能源委员会便发布了自己的标准，要求不但比“能源之星”更高，甚至禁止未达到相关能源效益标准的电视在加州销售。在欧洲，多年前已有欧盟能源卷标法例，方便用户直接比较不同家庭电器的能耗，以作为选购的凭据。有关法例目前已对电视、洗衣机、干衣机，以及汽车和车胎强制执行。

　　LED背光的操作

　　LED背光灯的能源会耗掉LCD电视电源系统的30%到70%电力。因此，背光灯电源电路的效率改善能大大提升整个系统的能源效率。与很多电源系统的惯常设计一样，许多小的能耗改善结合在一起，就可以大幅节省能源消耗。

　　实施LED背光照明有两种方法（如图1）。在间接或侧光式背光照明中，LED被安置在屏幕边缘，由导光板在屏幕上产生均匀的光线。这种设计能够在最大60吋的电视显示屏上提供非常好的光学均匀性，且背光灯单元的厚度仅为5至10mm。

　　在直光式照明系统中，LED灯直接布置在LCD背后，实现低能耗、高散热的设计，并带来卓越的扩展性，原则上对屏幕尺寸也没有限制。这种面板较侧光式照明方案厚一些，但若使用最新的配光技术，显示屏的厚度亦可以只有8mm。直光式照明的重要优点在于它能实现精确的局部调光，从而降低能耗及提高动态对比度，使最新的电视设计质量可媲美OLED产品。

　　图1 LCD电视有两种LED背光照明设计选择

　　LED背光照明系统架构选择

　　适当的LED背光驱动器系统架构能发挥最大的节能潜力，还可显著提升画面质量。同时，设计人员也追求局部控制LED灯串与最低物料清单（BOM） 成本之间的最佳平衡。

　　单串联和单DC-DC转换器

　　开关模式电源（SMPS）用来为串联的背光灯LED灯组提供电压。设计包含了电