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使用高压背光逆变器改善液晶电视性能

作者:时间:2011-09-07来源:网络收藏

数字电视在全球范围的应用,让消费者体验到以往CRT电视所没有的高分辨率。液晶电视则是发挥数字电视优势的下一代家电设备。因而消费者正不断需要屏幕更大、更薄、功耗更低、分辨率更高、价格更低的电视机。

采用高压背光来替代现有的低压背光,是提高液晶电视性能并降低整体系统成本的手段之一。

采用高压背光的优点在于:逆变器直接连接功率因数校正(power factor correction, PFC)级,无需;而低压背光逆变器则需要在PFC级之后添加一个。事实上,在高压背光逆变器解决方案中,为其它负载供电所用的只需处理整个液晶电视约30%的功率,这是因为液晶电视中背光单元的典型功耗占总功耗的70%。因此,采用高压背光逆变器能够降低DC-DC中变压器和MOSFET的成本。

高压逆变器通常采用半桥电路拓扑架构。不过,由于半桥电路很难在每种状况下都实现零电压开关(Zero Voltage Switching, ZVS),因此,一般需要将阻隔二极管(blocking diode)与MOSFET串联,同时并联一个快速恢复二极管(fast recovery diode, FRD)。

虽然MOSFET本身内置了二极管,但如果半桥电路没有在ZVS状态下工作,那么内置二极管的反向恢复电流在该MOSFET导通时就会流入其它MOSFET。这会在导通电阻(RDS(ON))上产生很大的热量,使得第二个MOSFET的温度升高,进而使该MOSFET的反向恢复电流在其关断时增大。第二个MOSFET中反向恢复电流的增大,将会导致第一个MOSFET的功耗和反向恢复电流增加。

这种正反馈效应会使MOSFET的温度不断升高,直到耗散热量与产生热量相等为止。

通常,典型MOSFET中内置的二极管的反向恢复电流都较大,因此,液晶电视厂家都采用半桥解决方案,使用串联阻隔二极管来防止内置二极管导通。

要解决液晶电视的功耗设计问题,可以采用飞兆半导体的Ultra FRFETTM解决方案,其MOSFET采用出众的寿命控制工艺以大幅降低反向恢复电流。

Ultra FRFET具有如下优点:
-软开关反向恢复特性
-反向恢复电流小,保持良好的液晶电视EMI性能
-栅极电荷(Qg)小,降低了导通和关断的开关损耗
-具有更高的二极管dv/dt抗扰性(达20V/ns),一般 MOSFET仅达到4.5V/ns
-在高温高频条件下具有高可靠性

在液晶电视高压背光逆变器应用中,Ultra FRFET无需阻隔二极管和快速恢复二极管,也可以很好地工作,非常适合调光镇流器应用。



关键词: 逆变器 DC-DC 转换器

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