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为黑电节能的D类功放和LED背光（下）

时间：2007-08-01 14:35:46

关键字： LED背光 D类功放 BSP 液晶电视

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[导读]D类音频功率放大器 * D类放大器是一种基于脉宽调制PWM的数字式放大器 * 其末级功率放大工作于脉冲开关状态（导通时电流大，电压低；截止时电压高电流小），因而效率很高* D类放大器的效率完全由负载电阻(喇叭

D类音频功率放大器

* D类放大器是一种基于脉宽调制PWM的数字式放大器

* 其末级功率放大工作于脉冲开关状态（导通时电流大，电压低；截止时电压高电流小），因而效率很高

* D类放大器的效率完全由负载电阻(喇叭)和末级晶体管导通电阻和负载电阻总和之比决定
* 晶体管的导通电阻可以做得很小（<0.5Ω),所以效率可以很高(>90%)

采用D类放大器是音频节能的关键

* 目前绝大多数黑色家电中的音频放大采用AB类模拟放大器。

* 现在音频功率放大器和过去的电源所经历过一样正进入一个从模拟到数字（D类功放）的革命

* 因为D类音频功率放大器的效率要比AB类高出3－6倍(播放语音或音乐时主要工作于低输出功率）

语音信号和音乐信号的峰值因素

*  正弦波的峰值功率为平均功率的3dB

*  语音信号的峰值因素为9 dB

*  音乐信号的峰值峰值因素为15 dB

* 任何一个放大器不论播放语音还是播放音乐，大部分时间都是工作在低功率区
播送不同信号时，AB类和D类的效率

播放正弦波、语音、音乐信号时峰值功率和平均功率之比

播放纯音乐信号时二者效率相差高达6倍

电视机全部采用D类放大节能可观

* 假定电视机的额定音频功率输出为2x10瓦

* 平均每天工作3小时

* 一半时间为语音、一半时间为音乐

* 采用AB类每年耗电17.155度电

* 采用D类每年耗电4.34度电，每年节约12.8度电

* 中国全国电视机装机数量超过4亿台

* 全部采用D类放大器以后每年节电51.2亿度电）相当于一个中型电站的发电量

进一步提高D类功放效率的措施

* 进一步降低导通电阻－由工艺和器件设计所决定

* 降低开关频率－有一定限制

* 除去输出低通滤波器

无滤波器D类放大器

* 不能简单利用喇叭电感来滤波－将会使静态电流增大10倍以上（损耗增大）

* 必须改变调制方式

* TI于2001年提出一个专利可以省去输出低通滤波器

* PAM于2007年也提出另一种方法可以免去输出低通滤波器

* 无滤波器方案可以节省70％的PCB面积和35％的全部成本

*  含汞（违反RoHS)

*  寿命短(<3万小时）

*  需高频高压电源（引起干扰、危险）

*  玻璃管壳（易碎）

*  功耗大（40”，170W）

LED的发光效率

*  CCFL发光效率为80流明/瓦

*  LED通常只有30流明/瓦

*  作为背光源的CCFL，有超过40％的光损失掉

*  LED发光具有方向性，可以比较集中

*  作为整体背光源，LED的发光效率要比CCFL为高，所以改用LED背光后，节能效果显著

*  LED本身的发光效率也在不断提高，目前已经达到100流明/瓦以上，如果采用这些最新的高效LED，还可以进一步节能

（电视或电脑）液晶屏采用LED背光

*  无汞

*  寿命长（10万小时）

*  色域广（110％NTSC，CCFL只有76％NTSC）

*  低压驱动

*  耐振、耐冲击

*  效率高、省电

笔记本电脑采用LED背光

* 厚度减小一半

* 重量减轻26％

* 耗电节省50％（CCFL耗电3W，LED耗电2W）

笔记本电脑采用LED背光节能可观

* 2006年全球笔记本电脑的产量为7200万台

* 其中委托台湾厂商生产的OEM产量为4100万台，而实际上其中大部分是在江苏昆山生产

* 国内销售的笔记本总数大约为3,700万台

* 假定其中50％采用LED背光，就能节约1.85万千瓦电

* 假定每台笔记本每天使用8小时，则每年可以节约5,402万度电

液晶电视采用场顺序省去滤色片

* 彩色液晶滤色片要损失70％光能

* 彩电LED背光可以不用白色LED，而直接采用RGB三色LED

* 但必须采用场顺序依次发光

* 要求有比较复杂的LED驱动电路和芯片

* 场顺序LED背光液晶电视可以比CCFL显著节能

液晶电视采用LED背光

*  三星LE40M91，40寸场顺序LED背光液晶电视

*  色域110％（CCFL：76％）

*  对比度10000：1

*  亮度：450 cd/m2*  功耗：只有100W，要比采用CCFL背光（170W）节省70％液晶电视采用LED背光节能可观

*  中国将在2007年销售800万台LCD TV，其中屏幕大于32寸的为212万台

*  假定全部800万台都改成用LED背光，每台可以节电70瓦

*  假定每天使用5小时，每年可以节约10.2亿度电

*  到2010年，中国的液晶电视装机量可达8000万台，那时候每年节电100.2亿度电