- 英飛凌面向液晶電視SMPS的整體解決方案

　　6 英飛凌面向液晶電視電源的產(chǎn)品及解決方案

　　針對(duì)圖2所示的典型架構(gòu)，英飛凌可提供整體解決方案（如圖5和圖6所示），包括PFC控制器（DCM PFC TDA4863-2和CCM PFC ICE2PCS0X）、LLC 諧振控制器（8個(gè)引腳LLC ICE1HS01G）、準(zhǔn)諧振反激式控制器（ICE2QS02G和ICE2QS03G）、固定頻率反激式控制器（如ICE3BS03LJG）、準(zhǔn)諧振CoolSET®（如ICE2QR0665）和固定頻率CoolSET®（如ICE3BR4765）。這些產(chǎn)品可幫助客戶輕而易舉地獲得經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的高能效解決方案，輕松滿足上述日益嚴(yán)格的要求。

　　針對(duì)圖3所示的LIPS解決方案，英飛凌也可為客戶提供強(qiáng)大的設(shè)計(jì)支持：固定頻率CoolSETF3R（如ICE3BR1065JF、ICE3BR2565JF）可用于實(shí)現(xiàn)多路輸出轉(zhuǎn)換器和待機(jī)轉(zhuǎn)換器功能。

　　下面簡(jiǎn)要介紹上述AC/DC IC產(chǎn)品，如欲了解更多信息，敬請(qǐng)參考www.infineon.com網(wǎng)站的產(chǎn)品數(shù)據(jù)表。

　　圖5. 中低額定功率液晶電視電源架構(gòu)

　　圖 6. 中高額定功率液晶電視電源架構(gòu)

　　6.1 PFC控制器

　　具備8個(gè)引腳的DCM PFC IC TDA4863-2采用不連續(xù)導(dǎo)通模式，可控制峰值電流。TDA4863-2控制一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器，從單相電源獲得正弦電流，然后在輸出端提供穩(wěn)定的直流電壓。這種電路作為諧波濾波器，可限制電容器在傳統(tǒng)電容性輸入整流器電路整流過程中的脈沖充電電流所產(chǎn)生的諧波電流。功率因數(shù)幾乎為1，因此，線電壓波動(dòng)可高效地得到補(bǔ)償。這種IC也可對(duì)線電壓可能存在的變化進(jìn)行補(bǔ)償，具備多種保護(hù)特性。

　　具備8個(gè)引腳的CCM PFC IC ICE2PCS0X 系列是適用于有源PFC轉(zhuǎn)換器的寬輸入范圍控制器IC。它針對(duì)采用升壓拓?fù)涞霓D(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)，只需少數(shù)外部組件。建議采用外置輔助電源為控制器IC供電。在平均電流控制條件下，這種IC采用連續(xù)導(dǎo)通模式，在輕載條件下，采用不連續(xù)導(dǎo)通模式。通過外部實(shí)現(xiàn)電流和電壓環(huán)路補(bǔ)償，使用戶能夠全面控制。這種IC具備多種保護(hù)特性，可確保安全的系統(tǒng)運(yùn)行條件。ICE2PCS0X可滿足具備最少外設(shè)組件的PFC應(yīng)用的所有要求。它具備更寬的電源電壓范圍、改進(jìn)的內(nèi)置振蕩器和額外的大容量電容器直接過壓保護(hù)，這提高了設(shè)計(jì)性能和靈活性。

　　6.2 LLC 諧振控制器

　　ICE1HS01G是英飛凌科技最新開發(fā)的8引腳LLC控制器。ICE1HS01G經(jīng)過精心數(shù)字化設(shè)計(jì)，適用于液晶/等離子電視、AC/DC適配器和音響系統(tǒng)中開關(guān)電源的應(yīng)用。ICE1HS01G具備半橋LLC諧振轉(zhuǎn)換器所需的全部保護(hù)特性。ICE1HS01G允許設(shè)計(jì)者利用外置電阻對(duì)振蕩器進(jìn)行設(shè)置，從而選擇適宜的工作頻率范圍。另外還提供可限制輸入沖擊電流和輸出電壓過沖的可編程軟啟動(dòng)功能。此外，ICE1HS01G具備了半橋LLC諧振轉(zhuǎn)換器所必需的全部保護(hù)功能。所有這些使ICE1HS01G成為市場(chǎng)上半橋LLC諧振轉(zhuǎn)換器的理想產(chǎn)品。

　　6.3 準(zhǔn)諧振控制器與準(zhǔn)諧振CoolSET®

　　ICE2QS02G 是由英飛凌科技開發(fā)的準(zhǔn)諧振控制器IC，主要適用于具備輔助待機(jī)供電電源的電源系統(tǒng)，例如液晶電視、家用音響設(shè)備或打印機(jī)設(shè)備的電源。這顆IC所需的電源電壓由另外的輔助電源提供。ICE2QS02G擁有數(shù)字降頻技術(shù)，該數(shù)字降頻技術(shù)使得開關(guān)頻率隨著負(fù)載的降低而降低，并同時(shí)確保在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)Mosfet谷底開通。因此，在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)，相對(duì)于僅具備最大頻率限制的傳統(tǒng)的自由運(yùn)行準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換器而言，其系統(tǒng)平均效率可得到大幅提高。此外，ICE2QS02G還具備多種用戶可調(diào)的保護(hù)功能，旨在保護(hù)系統(tǒng)并使得該IC適用不同的應(yīng)用場(chǎng)合。在故障模式下，例如開環(huán)控制回路/過載、輸出過壓和變壓器繞組短路等，該器件將切換至自動(dòng)重啟模式或栓鎖（latch-off）模式。通過采用逐周期峰值電流限制和折返校正等方法，可降低變壓器尺寸，優(yōu)化次級(jí)二極管的電流等級(jí)，從而提高設(shè)計(jì)的成本效率。

　　ICE2QS03G 是由英飛凌科技開發(fā)的另一款準(zhǔn)諧振控制器IC，主要適用于筆記本、上網(wǎng)本和打印機(jī)適配器應(yīng)用。與ICE2QS02G相同，這種系統(tǒng)得益于數(shù)字降頻技術(shù)可大幅提升平均效率。內(nèi)置的啟動(dòng)單元和主動(dòng)突發(fā)模式運(yùn)行可帶來超低的待機(jī)功耗和較小、可控的輸出電壓紋波?；贐iCMOS工藝，該產(chǎn)品具備較寬的IC電源工作電壓范圍（高達(dá)26V）和較低的功耗。與ICE2QS02G相同，多種保護(hù)功能能夠在出現(xiàn)故障的條件下為電源系統(tǒng)提供全面的保護(hù)。

　　CoolSET®-Q1 系列ICE2QRxx65 是英飛凌推出的第一代準(zhǔn)諧振集成式電源IC。例如，采用DIP 8封裝的ICE2QR0665是一款準(zhǔn)諧振CoolSET®，包含準(zhǔn)諧振控制器ICE2QS03G和650V CoolMOS®。ICE2QR0665的目標(biāo)應(yīng)用是機(jī)頂盒、便攜式游戲控制器、DVD播放器、上網(wǎng)本適配器和液晶電視的輔助電源等。由于集成了CoolMOS，該IC可大大簡(jiǎn)化PCB的設(shè)計(jì)與版圖。在通用交流線路輸入條件下，ICE2QR0665具備高達(dá)40W的輸出功率。

　　6.4 固定頻率CoolSET

　　英飛凌已經(jīng)推出一系列固定頻率CoolSET®，它包含固定頻率反激式控制器和650V CoolMOS®。在這些CoolSET產(chǎn)品中，CoolSET®-F3R FullPak （如ICE3BR1065JF、ICE3BR2565JF）是一款新開發(fā)的產(chǎn)品，目標(biāo)應(yīng)用是液晶電視、DVD刻錄機(jī)、DVD Combi和機(jī)頂盒等產(chǎn)品中的離線適配器和高功率范圍SMPS。如果采用液晶電視LIPS解決方案，CoolSET®-F3R FullPak適用于多路輸出轉(zhuǎn)換器和待機(jī)轉(zhuǎn)換器相集成的應(yīng)用場(chǎng)合。因此，相對(duì)于分立式解決方案，這可有效減少PCB占位空間和組件數(shù)量。此外，由于具備主動(dòng)突發(fā)模式優(yōu)點(diǎn)，它在無負(fù)載和輸入電壓為270Vac的條件下可滿足最低待機(jī)功率要求（《100mW）。當(dāng)需要進(jìn)行過溫、過壓、開環(huán)和過載保護(hù)時(shí)，它會(huì)進(jìn)入自動(dòng)重啟模式。另外，內(nèi)置的頻率抖動(dòng)功能可有效地降低EMI噪聲，進(jìn)一步縮小輸入濾波器尺寸。

　　7 結(jié)論

　　如今，液晶電視已經(jīng)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。液晶電視用開關(guān)電源面臨的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)不同于傳統(tǒng)的陰極射線管電視，需要始終關(guān)注更高的能效、更低的EMI輻射和越來越薄的尺寸。作為一種消費(fèi)電子產(chǎn)品，成本仍然是決定液晶電視成敗的關(guān)鍵要素。此外，還應(yīng)根據(jù)不同的功率額定值、能效、成本和電視尺寸等需求，選用不同的電源架構(gòu)。

　　面對(duì)如此多的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，英飛凌豐富的AC/DC IC產(chǎn)品將會(huì)為液晶電視電源設(shè)計(jì)者帶來眾多益處，幫助他們輕松滿足日益嚴(yán)格的相關(guān)要求。