關鍵詞： 液晶電視 , LED驅動 , LED背光

作者: Peter Rust, Werner Schοgler, Manfred Pauritsch, Herbert Truppe

據超高能效設備與電器推廣(SEAD)項目估計，電視機能耗大約占全球居民消耗電能的3%至8%。由勞倫斯伯克利實驗室開展的研究分析認為，如果采用更加高效的LED驅動等先進技術，將可以顯著降低電視機的能耗。

幾乎毫無疑問的是，采用LED背光照明的液晶顯示器(LCD)技術是達到權威機構建議的效率目標的唯一可行方法。等離子電視機的缺點是每個像素都是有源發光體，因此其功耗直接正比于像素的數量。在相同分辨率和亮度條件下，高清等離子電視機的功耗大約是LCD顯示器的2至3倍。而廣為宣傳的OLED技術并沒那么快上市，而且這種“極度前沿的”大屏幕技術要求的投資額是非常巨大的。然而，采用目前最先進的TFT-LCD技術和具有“智能”直接LED背光照明及局部調光功能的大顯示屏要比OLED便宜許多，而功耗和圖像質量相近。

但目前的液晶電視機，包括采用LED背光照明的液晶電視機，仍與它們在今后幾年中要達成的效率目標有一定差距。不過最新的LED驅動電路設計技術具有顯著的節能效果，在幫助電視機制造商滿足嚴格的功耗要求方面可以發揮較為深遠的作用。

不斷變化的電視機功耗標準要求

能源之星電視機功耗標準是2008年推出的，這個標準中的電視機功耗指標每年都會不斷降低。由于不管多大尺寸的電視機，目前標準允許的最大功耗都是85瓦，因此對大屏幕電視機來說設計挑戰會更加艱巨。

雖然能源之星是自發標準，但具有很大的影響力，而且也不是唯一的一種法規。例如加州能源委員會就頒布有自己的標準。他們這個標準比能源之星標準還要嚴格，并且具有很大的殺傷力——它禁止在加州地區銷售不能滿足其能效指標的電視機。在歐洲，相關法規也已頒布很多年了，允許對白色家電的能耗進行直接比較(歐盟能源標簽)，消費者經常把它作為購買決策的基本依據。對電視機、汽車等產品來說這些法規現在都是強制性的。

LED背光照明的工作原理

由于LED背光照明功耗約占液晶電視機整個系統功耗的30%至70%，因此提高背光照明電路效率對改進系統效率有相當大的作用。正如電源系統設計中經常遇到的情況那樣，許多不起眼的效率改進措施組合在一起可以實現顯著的節能效果。

LED背光照明的實現方式主要有兩種(見圖1)。在間接或邊緣點亮式背光照明方案中，LED放置于屏幕的邊緣，并通過導光裝置將光線均勻的分布到整個顯示器。這種方案在大至40英寸的屏幕中具有很好的光學均勻性，而且背光照明部件的厚度只有5mm至10mm。

2013-6-3 11:08:17 上傳

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圖1：液晶電視機可以采用兩種LED背光照明方式中的一種。

在直接背照系統中，LED直接布置于LCD的后面，具有低功耗、良好的熱設計和優秀的可擴展性能，特別是對屏幕尺寸沒有限制。這種屏的厚度通常要比邊緣點亮型屏厚，但借助于最新的發光技術，現在這種顯示器厚度也可以做到8mm了。直接背光照明的一個重要優點是，它可以實現復雜的局部調光功能，進而降低功耗，提高動態對比度，使最新的電視機設計能與OLED相媲美。

LED背照系統的架構選擇

設計師一般會根據最大限度地節省能耗和顯著增強圖像質量標準來選擇LED背照驅動系統的架構。另外，設計師也希望能在本地控制LED串和最低的材料清單(BOM)成本之間取得最佳平衡。

單串和單個DC/DC轉換器

這種方案用開關電源(SMPS)給成串放置的背照LED提供電壓，并用電流槽來調節流經LED串的電流。為了盡量降低功耗，ILED電流槽處的電壓要求比必需電壓高一點，以便保證LED能夠接收到規定的電流(見圖2)。

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