使用高压背光逆变器改善液晶电视性能

6月 2, 2010

作者: Wonhwa Lee

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。

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

采用高压背光逆变器的优点在于：逆变器直接连接功率因数校正(power factor correction, PFC)级，无需DC-DC转换器；而低压背光逆变器则需要在PFC级之后添加一个DC-DC转换器。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DC-DC转换器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转换器中变压器和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 FRFET^TM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。

标签：digital broadcasting, Fairchild Semiconductor, high-voltage backlight inverters, LCD TV performance, MOSFETs, reverse recovery current, Ultra FRFET

让电源变得更“绿”

3月 14, 2010

作者：Steven Sapp, Ritu Sodhi and Sampat Shekhawat

飞兆半导体在每一期Benchmarks季刊中都会介绍用于功率和模拟应用的新产品、窍门和工具。在2010年第一期Benchmarks的“Engineering Connections”专栏中，我们将探讨采用反激式拓扑的高效解决方案如何能够满足现今全球范围的降低电源功耗之需求。

外部电源适配器是大部分小型电器必备的配件，而根据行业预测，目前全球使用的电源适配器多达32亿个。

由于节能业已成为全球关注的课题，规管机构正在寻找所有能够“实现环保”的方法，并已制订标准，规定笔记本电脑电源等产品必须达到较高的能效水平。业界已公认反激式拓扑无论在成本和技术方面都具备相当的优势，是能够为这些产品提供脉宽调制(PWM)功率转换的高效解决方案。飞兆半导体全面的PWM控制器产品系列，正好能够提升反激式转换器的性能。

飞兆半导体了解到全球对节能的关注，开发了一系列PWM控制器产品，可让笔记本电脑电源设计人员满足严苛的国际节能规范要求，包括强制要求工作模式下最低平均效率达到87%的能源之星(ENERGY STAR)外部电源 (External Power Supply, EPS) 2.0版规范。

相比其它替代解决方案，集成式PWM控制器(如FAN6754)可为设计人员提供高启动电压，将轻负载条件下的能效提高25%。同时，它还并入了过压、过流与过热保护功能，以及电压过低和线路补偿功能，可以省去外部保护电路。飞兆半导体PWM控制器的其它优势还有能够降低EMI多达5-10 dB的抖频(frequency hopping)功能，以及内部软启动(8ms)功能以减低MOSFET在启动时的电压应力。

此外，飞兆半导体的PWM控制器加入了数项设计功能，能够降低笔记本电源适配器的总体功耗，例如提供关断时间调制以连续减低轻负载条件下的开关频率的专有绿色模式功能。飞兆半导体的PWM器件内置了多种稳健、精确的保护功能，可保护电源和负载避免故障，而且完全无需增添外部组件或电路。

标签：Benchmarks, Energy Efficiency, Fairchild Semiconductor, flyback converter, Green, PWM controller

为电网注入绿色能源

1月 27, 2010

作者：Alfred Hesener

虽然能效和行业标准是光伏逆变器技术发展的主要推动力，但可靠性也是一个重要的因素。

现代环保建筑的最新趋势是蓝色 ── 更正确来说应该是深蓝色的太阳能板。即使是经济危机和各国政府降低可再生能源的收购价格，也无阻这个发展势头。

现在，这些太阳能发电系统的拥有者已不在乎太阳能板会不会影响建筑外观，而是关注如何提高系统的发电量和可靠性。(不要忘记，在1990年代，所谓“能效”是指在整个系统寿命期间产生超过7000功率温度周期(power temperature cycle)而已！)

《为电网注入绿色能源》一文 (英文版) 将讨论良好可靠的电源开关如何为绿色电源建立关键的基础。