D類音頻功率放大器
* D類放大器是一種基于脈寬調(diào)制PWM的數(shù)字式放大器
* 其末級功率放大工作于脈沖開關(guān)狀態(tài)(導(dǎo)通時電流大,電壓低;截止時電壓高電流?。?,因而效率很高
* D類放大器的效率完全由負載電阻(喇叭)和末級晶體管導(dǎo)通電阻和負載電阻總和之比決定
* 晶體管的導(dǎo)通電阻可以做得很小(<0.5Ω),所以效率可以很高(>90%)
采用D類放大器是音頻節(jié)能的關(guān)鍵
* 目前絕大多數(shù)黑色家電中的音頻放大采用AB類模擬放大器。
* 現(xiàn)在音頻功率放大器和過去的電源所經(jīng)歷過一樣正進入一個從模擬到數(shù)字(D類功放)的革命
* 因為D類音頻功率放大器的效率要比AB類高出3-6倍(播放語音或音樂時主要工作于低輸出功率)
語音信號和音樂信號的峰值因素
* 正弦波的峰值功率為平均功率的3dB
* 語音信號的峰值因素為9 dB
* 音樂信號的峰值峰值因素為15 dB
* 任何一個放大器不論播放語音還是播放音樂,大部分時間都是工作在低功率區(qū)
播送不同信號時,AB類和D類的效率
播放正弦波、語音、音樂信號時峰值功率和平均功率之比
播放純音樂信號時二者效率相差高達6倍
電視機全部采用D類放大節(jié)能可觀
* 假定電視機的額定音頻功率輸出為2x10瓦
* 平均每天工作3小時
* 一半時間為語音、一半時間為音樂
* 采用AB類每年耗電17.155度電
* 采用D類每年耗電4.34度電,每年節(jié)約12.8度電
* 中國全國電視機裝機數(shù)量超過4億臺
* 全部采用D類放大器以后每年節(jié)電51.2億度電)相當(dāng)于一個中型電站的發(fā)電量
進一步提高D類功放效率的措施
* 進一步降低導(dǎo)通電阻-由工藝和器件設(shè)計所決定
* 降低開關(guān)頻率-有一定限制
* 除去輸出低通濾波器
無濾波器D類放大器
* 不能簡單利用喇叭電感來濾波-將會使靜態(tài)電流增大10倍以上(損耗增大)
* 必須改變調(diào)制方式
* TI于2001年提出一個專利可以省去輸出低通濾波器
* PAM于2007年也提出另一種方法可以免去輸出低通濾波器
* 無濾波器方案可以節(jié)省70%的PCB面積和35%的全部成本
* 含汞(違反RoHS)
* 壽命短(<3萬小時)
* 需高頻高壓電源(引起干擾、危險)
* 玻璃管殼(易碎)
* 功耗大(40”,170W)
LED的發(fā)光效率
* CCFL發(fā)光效率為80流明/瓦
* LED通常只有30流明/瓦
* 作為背光源的CCFL,有超過40%的光損失掉
* LED發(fā)光具有方向性,可以比較集中
* 作為整體背光源,LED的發(fā)光效率要比CCFL為高,所以改用LED背光后,節(jié)能效果顯著
* LED本身的發(fā)光效率也在不斷提高,目前已經(jīng)達到100流明/瓦以上,如果采用這些最新的高效LED,還可以進一步節(jié)能
(電視或電腦)液晶屏采用LED背光
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* 無汞
* 壽命長(10萬小時)
* 色域廣(110%NTSC,CCFL只有76%NTSC)
* 低壓驅(qū)動
* 耐振、耐沖擊
* 效率高、省電
筆記本電腦采用LED背光
* 厚度減小一半
* 重量減輕26%
* 耗電節(jié)省50%(CCFL耗電3W,LED耗電2W)
筆記本電腦采用LED背光節(jié)能可觀
* 2006年全球筆記本電腦的產(chǎn)量為7200萬臺
* 其中委托臺灣廠商生產(chǎn)的OEM產(chǎn)量為4100萬臺,而實際上其中大部分是在江蘇昆山生產(chǎn)
* 國內(nèi)銷售的筆記本總數(shù)大約為3,700萬臺
* 假定其中50%采用LED背光,就能節(jié)約1.85萬千瓦電
* 假定每臺筆記本每天使用8小時,則每年可以節(jié)約5,402萬度電
液晶電視采用場順序省去濾色片
* 彩色液晶濾色片要損失70%光能
* 彩電LED背光可以不用白色LED,而直接采用RGB三色LED
* 但必須采用場順序依次發(fā)光
* 要求有比較復(fù)雜的LED驅(qū)動電路和芯片
* 場順序LED背光液晶電視可以比CCFL顯著節(jié)能
液晶電視采用LED背光
* 三星LE40M91,40寸場順序LED背光液晶電視
* 色域110%(CCFL:76%)
* 對比度10000:1
* 亮度:450 cd/m2* 功耗:只有100W,要比采用CCFL背光(170W)節(jié)省70%液晶電視采用LED背光節(jié)能可觀
* 中國將在2007年銷售800萬臺LCD TV,其中屏幕大于32寸的為212萬臺
* 假定全部800萬臺都改成用LED背光,每臺可以節(jié)電70瓦
* 假定每天使用5小時,每年可以節(jié)約10.2億度電
* 到2010年,中國的液晶電視裝機量可達8000萬臺,那時候每年節(jié)電100.2億度電