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節能LCD電視的LED背光區域調光
摘要: 現在CRT(陰級射線管)電視逐漸被LCD電視取代,同時,家庭購買數量也在穩步增長,如今美國平均每個家庭擁有2.4臺LCD電視,遠大于1990年每個家庭擁有1臺CRT電視的平均數。 雖然每臺LCD電視的耗電量在逐年下降,其普及率的提高卻逐年增加每個家庭的電視耗電總量,在家用電器中,LCD電視已成為緊隨電冰箱之后的主要耗電電器。
Abstract:
Key words :

現在CRT(陰級射線管)電視逐漸被LCD" title="LCD">LCD電視取代,同時,家庭購買數量也在穩步增長,如今美國平均每個家庭擁有2.4臺LCD電視,遠大于1990年每個家庭擁有1臺CRT電視的平均數。 雖然每臺LCD電視的耗電量在逐年下降,其普及率的提高卻逐年增加每個家庭的電視耗電總量,在家用電器中,LCD電視已成為緊隨電冰箱之后的主要耗電電器。

  因此,一系列的LCD電視節能標準應運而生,其中最嚴格的當數將于2012年5月1日起生效的EPA能源之星5.0標準,尤其針對50寸以上的超大屏幕LCD電視,強制規定了108瓦的使用模式的能耗上限。 能源之星節能標準也第一次規范了電視的絕對能耗額,有別于以往的與屏幕尺寸對應的相對標準。

64通道全集成<a class=LED區域背光" title="背光">背光驅動晶片" border="0" hspace="0" src="http://files.chinaaet.com/images/20110318/77545250-74c4-4b75-a25a-5aaf0f272537.jpg" style="filter: ; width: 559px; height: 399px" />

圖1:64通道全集成LED區域背光驅動晶片

  在過去的10年來,我們目睹了LCD電視的信號處理通路的發展歷程:多種功能模塊逐步集成為單晶片,在迅速降低成本的同時,能耗也隨之逐步下降。 類似的發展與革新也在近年來發生在LCD電視的電源通路上,其中最主要的當數LCD電視中最大能耗的單元功能,即超過LCD電視總能耗60%以上的LCD背光。

  正如筆記型電腦的背光在過去2年內基本上完成了從CCFL(冷陰極螢光燈)至LED背光的轉換,LCD電視背光的轉換會在近年內完成。 其主要節能功效源自于LED高于CCFL的光電轉換效率,并隨著LED發光材料技術的快速發展,其節能效果會越來越顯??著。

  最直接了當的LCD電視的LED背光方法是沿用筆記型電腦的LED背光方案,將多顆LED排成一列,安放在LCD顯示屏的上下兩側。 這樣一來,在LCD電視上可以繼續保留筆記型電腦LED背光的成本低廉、體積纖薄的優點,并在相當程度上保留并簡單延伸其已有的生產線及工藝,尤其是對中小屏LCD電視,不失為有效方案。 為了進一步降低成本,甚至僅下邊單側的LED背光方案在小屏幕LCD電視中也曾采用。

側下式及直下式的區域<a class=調光" title="調光">調光" border="0" hspace="0" src="http://files.chinaaet.com/images/20110318/355a5947-1e48-4e38-a8fd-539cf6eb0011.jpg" style="filter: ; width: 537px; height: 278px" />

圖2:側下式及直下式的區域調光

  這種側下式(Edgelit)的LED背光電視走入市場后,因其纖薄的流行風格,廣受市場的青睞,進一步提高了LED背光的LCD電視的市場地位,迎合了對價格較敏感的客戶群需求。 同時,從技術角度上,科技人員利用LED快速的光電轉化速度,發明了區域調光(Local Dimming)技術,與側下式或直下式(Directlit)的LED背光結構相結合,將整屏圖像分為1維或2維的區域,并根據每一個區域內顯示圖像的內容動態地調整區域LED背光亮度,大大地提高了圖像對比度和色彩飽和度,在進一步降低LCD電視能耗的同時,將LCD電視的圖像質量提高到遠優于CCFL電視及PDP(等離子)電視的水準,迎合了對圖像品質較敏感的客戶群需求。

  iWatt是LED區域背光領域的技術領先企業,憑借其多年來在數位電源領域的成功經驗,以及在LED照明及智慧電源市場的領導者地位, 將其數位電源控制技術推廣至LCD電視的LED背光應用。 iWatt獨創的自適應智慧專利技術可以自動檢測并補償由于LED壓降(VF)不匹配因素,使眾多通道LED共享同一電源成為可能,并結合其數位電源的強大功能,解決了眾所周知的高壓開關及整流電阻的集成熱損耗問題。 在2010年推出了世界上第1顆64通道全集成LED驅動晶片,取代了傳統上需要用4顆16通道晶片,32顆雙封裝高壓開關管,及64個電流檢測電阻來實現的全部功能,將關鍵器件總管腳數目從原來的576管腳降至僅需的88管腳(如圖1),同時,其強大的SPI可編程能力,使該晶片同樣適用于側下式及直下式的區域調光(如圖2),在提供高品質低成本LED背光的同時,進一步降低LCD電視的能耗,為客戶提供了成本最低、體積最小的LED背光方案。

  如果2012年全世界預計銷售的1.7億臺LED背光的LCD電視均采用側下式或直下式區域調光,將節省30兆瓦的電量,足以供應美國紐約市所有家庭10個月的總用電量。

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