要提高LCD TV 开关电源的能效，很重要的方面是针对液晶电视电源管理系统的结构，分析功率损耗的来源，有针对性地采取措施来降低能耗。

　　通常液晶电视电源管理系统由电源单元、DC/AC 逆变器、信号处理系统这3 部分组成， 其典型结构如图1所示。电源单元由PFC 预调节器、主DC/DC 级和待机转换器组成，用于将交流输入电压（85~265 V）转换成较低的直流输出电压（24 V，12 V，5 V 和3.3 V），其中主DC/DC 级输出的24 V 或12 V 直流电压用于为背光逆变器和信号处理系统供电， 待机转换器输出的5 V 或3.3 V直流电压为待机部件和微控制器供电。DC/AC 逆变器负责将24 V 或12 V 直流电压转换成高交流电压（例如1 200 V 交流电压），为背光灯供电。信号处理系统用于控制和处理声音与图像信号。

　　为了降低PFC 级的功耗， 实现PFC 级的能效提升目标，需要考虑拓扑结构和PFC 控制器的工作模式。从设计的复杂程度和电源解决方案的总成本等方面考虑，解决方案是：拓扑结构为Boost 升压结构，PFC 控制器的工作模式为连续导通（CCM）模式。针对CCM 工作模式，PFC 控制器可选择安森美或英飞凌科技股份公司（简称“英飞凌”）提供的解决方案，均能使功率因数高于93%，满足ICE61000-3-2 标准要求。但是，若综合考虑性价比、可靠性和高功率因数等多种因素，选择安森美推出的PFC 控制器NCP165 4是更合理的解决方案。采用该控制器只需极少的外围元件， 这使得PFC 级的设计更加简洁。这种控制器工作功耗极低，可以满足提升PFC级能效的要求，同时它还具有快速瞬态响应、启动电流和关闭电流极低等特点，具有众多安全保护特性，如浪涌电流检测、过压保护、用于开环检测的欠压检测、软启动、精确的过流限制、真正的过载限制等。总之，它集成了构建紧凑而稳固的PFC 所需的所有特性。除控制器部分外，选择具有低导通电阻和低寄生电容的全新CP 系列Cool-MOS 开关管以及软恢复升压二极管也是提升效率的选择。

　　在全新的功耗规范标准下， 要求LCD TV 开关电源待机功耗应低于1 W。在此情况下，输出功率很低甚至为零，系统的输出电流接近于零，MOSFET 和二极管的导通损耗以及铁芯损耗可以忽略， 二次测二极管的关断损耗、MOSFET 的开启损耗也可以忽略， 待机状态下的主要损耗是MOSFET 关断损耗和启动电阻损耗。因此，降低这两方面的损耗是降低待机功耗和设计待机转换器的关键点。目前，设计者的解决方案是：设计独立的待机转换器，在待机转换器中采用固定频率反激式拓扑结构及其相应的控制芯片。

　　在降低启动电阻损耗方面，传统的方法多为降低启动电流同时增大启动电阻， 但实践证明该方法的功效不明显。为此，英飞凌提出了用一个开关电路替代电阻的方法，在启动过程中，启动电路开通，而当IC 被激活后，启动电路关闭。实践证明该方法可消除启动电阻的损耗。英飞凌的CoolSET F3 芯片就集成了这样的电路以降低电源的损耗。

　　在降低MOSFET 关断损耗方面， 由于MOSFET 关断损耗与开关频率成比例，因而频率越低损耗越小。然而，从开关电源基本原理可知：在正常工作模式下，需要利用高频来减小变压器和滤波器等器件的尺寸， 而在待机模式下，低频率有利于减小损耗。所以在待机转换器解决方案中应选用具有自动降频技术的集成功率IC。在一般的负载范围，IC 工作在高频， 当输出功率下降到某一特定阈值时，IC 将会自动减小开关频率。

　　在“自动降频技术”方面，目前较为普遍的有脉冲跳跃模式、突变模式及非导通时间调变等方式。在这些方式中，以英飞凌推出的主动突变模式性能越，该模式能在系统结束待机时保持输出调节并为负载波动做好准备。从这方面考虑，再结合设计的复杂程度和成本等因素，待机转换器选择英飞凌推出的ICE3BR4765J是很好的解决方案。ICE3BR4765J 具备独有的主动突变模式，加上还应用了Bi-CMOS 生产制程，使产品实现了一个极低的待机功耗，例如可实现在12 W/5 V 的产品上仅有25 mW 的待机功耗。ICE3BR4765J在固定的开关频率上，加入了±4%的频率抖动功能，使整体EMI 水平降低， 从而减小用户对额外的滤波器的要求和生产成本。ICE3BR4765J 内部集成了650 V 的启动单元，大大简化了外围电路的设置，从而降低了系统成本。

　　综合以上分析，优化的待机转换器方案是：独立设计反激式待机转换器，并采用英飞凌推出的集成功率IC 芯片ICE3BR4765J。

　　在上述电源解决方案的基础上设计出一款LCD TV开关电源，其技术指标如下：1） 输入电压为交流85～265 V；2） 输入频率为47～63 Hz；3） 输入谐波符合EN61000-3-2 标准；4） 正常运行时主DC/DC 级输出为24 V/6 A，12 V/3 A，正常运行时待机输出为5 V/2 A；5） 待机运行在5 V/0.1 A 输出条件下引脚功耗小于1 W。

　　在上述技术指标下对系统性能进行了测试。图4 为在满载条件下系统输入功率因数与输入线路电压的对比情况。由图4 可看出，不同输入线路电压条件下，功率因数均高于94%，系统具有很高的功率因数。在不同负载和线路电压条件下的系统待机功耗。