基于高壓背光逆變器的液晶電視性能改善方法

數(shù)字電視在全球范圍的應(yīng)用，讓消費者體驗到以往CRT電視所沒有的高分辨率。液晶電視則是發(fā)揮數(shù)字電視優(yōu)勢的下一代家電設(shè)備。因而消費者正不斷需要屏幕更大、更薄、功耗更低、分辨率更高、價格更低的電視機。

采用高壓背光逆變器來替代現(xiàn)有的低壓背光逆變器，是提高液晶電視性能并降低整體系統(tǒng)成本的手段之一。

采用高壓背光逆變器的優(yōu)點在于：逆變器直接連接功率因數(shù)校正(power factor correction, PFC)級，無需DC-DC轉(zhuǎn)換器；而低壓背光逆變器則需要在PFC級之后添加一個DC-DC轉(zhuǎn)換器。事實上，在高壓背光逆變器解決方案中，為其它負(fù)載供電所用的DC-DC轉(zhuǎn)換器只需處理整個液晶電視約30%的功率，這是因為液晶電視中背光單元的典型功耗占總功耗的70%。因此，采用高壓背光逆變器能夠降低DC-DC轉(zhuǎn)換器中變壓器和MOSFET的成本。

高壓逆變器通常采用半橋電路拓?fù)浼軜?gòu)。不過，由于半橋電路很難在每種狀況下都實現(xiàn)零電壓開關(guān)(Zero Voltage Switching, ZVS)，因此，一般需要將阻隔二極管(blocking diode)與MOSFET串聯(lián)，同時并聯(lián)一個快速恢復(fù)二極管(fast recovery diode, FRD)。

雖然MOSFET本身內(nèi)置了二極管，但如果半橋電路沒有在ZVS狀態(tài)下工作，那么內(nèi)置二極管的反向恢復(fù)電流在該MOSFET導(dǎo)通時就會流入其它MOSFET。這會在導(dǎo)通電阻(RDS(ON))上產(chǎn)生很大的熱量，使得第二個MOSFET的溫度升高，進(jìn)而使該MOSFET的反向恢復(fù)電流在其關(guān)斷時增大。第二個MOSFET中反向恢復(fù)電流的增大，將會導(dǎo)致第一個MOSFET的功耗和反向恢復(fù)電流增加。

這種正反饋效應(yīng)會使MOSFET的溫度不斷升高，直到耗散熱量與產(chǎn)生熱量相等為止。

通常，典型MOSFET中內(nèi)置的二極管的反向恢復(fù)電流都較大，因此，液晶電視廠家都采用半橋解決方案，使用串聯(lián)阻隔二極管來防止內(nèi)置二極管導(dǎo)通。

要解決液晶電視的功耗設(shè)計問題，可以采用飛兆半導(dǎo)體的Ultra FRFETTM解決方案，其MOSFET采用出眾的壽命控制工藝以大幅降低反向恢復(fù)電流。

Ultra FRFET具有如下優(yōu)點：
-軟開關(guān)反向恢復(fù)特性
-反向恢復(fù)電流小，保持良好的液晶電視EMI性能
-柵極電荷(Qg)小，降低了導(dǎo)通和關(guān)斷的開關(guān)損耗
-具有更高的二極管dv/dt抗擾性(達(dá)20V/ns)，一般 MOSFET僅達(dá)到4.5V/ns
-在高溫高頻條件下具有高可靠性

在液晶電視高壓背光逆變器應(yīng)用中，Ultra FRFET無需阻隔二極管和快速恢復(fù)二極管，也可以很好地工作，非常適合調(diào)光鎮(zhèn)流器應(yīng)用。