黑電節(jié)能：D類放大器和LED背光是關(guān)鍵技術(shù)

電視屏幕越來越大，音響的瓦數(shù)越來越大，黑色家電的功耗也越來越大。節(jié)能的問題日益突出。

家電能耗占全國總能耗的15%，家電節(jié)能是很重要的問題。然而，國內(nèi)外關(guān)注的家電節(jié)能對象大多是白色家電(空調(diào)、冰箱、洗衣機、微波爐等)，而對黑色家電(電視機、音響等音視頻產(chǎn)品)卻很少有人提起節(jié)能問題。只有廠家打出“節(jié)能空調(diào)”的廣告，而沒有廠家打出“節(jié)能電視”的廣告，難道黑色家電就不需要節(jié)能了嗎?

黑電節(jié)能問題日益凸現(xiàn)

其實，黑色家電在工作時的節(jié)能是一個很重要的節(jié)能環(huán)節(jié)，因為黑色家電的每天工作時間通常要大于白色家電的工作時間。

黑色家電的主要能源消耗都是位于終端輸出部位，也就是供眼睛觀看的顯示屏和供耳朵聽的喇叭。原則上說，尺寸越大的顯示屏越費電，聲音越響的喇叭也越費電。而近年來，屏幕大于29英寸的電視機已經(jīng)成為最暢銷的電視產(chǎn)品，同樣瓦數(shù)高于20瓦的音響也受到用戶的歡迎。無論是CRT(顯像管)顯示終端還是液晶顯示終端，其屏幕越大，消耗的電能也就越多。同樣，在音頻產(chǎn)品中，大功率音頻放大器、家庭影院等所消耗的電能也很可觀。

現(xiàn)在中國的電視機擁有量已經(jīng)超過4.1億臺，如果每臺電視機可節(jié)約10瓦電能，以每天收看3小時計算，每年可以節(jié)約45億度電。這是一個非?？捎^的數(shù)字。再加上近年來黑色家電的性能越來越高，電視屏幕越來越大，音響的瓦數(shù)越來越大，黑色家電的功耗也越來越大，節(jié)能的問題日益突出。

黑色家電怎樣才能在不降低使用性能的情況下，實現(xiàn)節(jié)電呢?

CRT節(jié)能：采用D類放大器

我國2007年生產(chǎn)電視機8807萬臺，其中七成是CRT電視，而我國現(xiàn)在正在使用的CRT監(jiān)視器大約有6000萬臺。所以CRT的節(jié)能仍然是最重要的問題。

CRT的耗電主要是由屏幕大小決定的，屏幕越大，陽極電壓也就越高，耗電也就越多。同時，屏幕越大所需要的偏轉(zhuǎn)電流也就越大，在產(chǎn)生掃描鋸齒波的電路方面，采取節(jié)能措施還是有很大潛力的。

雖然垂直偏轉(zhuǎn)所需要的鋸齒波電流完全由偏轉(zhuǎn)角決定，但產(chǎn)生同樣大小的鋸齒波，所需要的功率是可節(jié)省的。目前幾乎所有的垂直偏轉(zhuǎn)放大器都是采用了AB類放大器，來對垂直偏轉(zhuǎn)鋸齒波進行功率放大。而這種AB類偏轉(zhuǎn)放大器工作于線性狀態(tài)，效率很低。通常在低輸出時只有20%-30%的效率。因而，AB類的放大器需要很大的散熱器來排熱量。

現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了一種新型的D類放大器，這種放大器使末級功率晶體管只工作在開關(guān)狀態(tài)，就能把模擬信號放大，能達到80%-90%的效率。

把這種放大器應(yīng)用到垂直偏轉(zhuǎn)放大器以后，就可以節(jié)約很多能量。例如，一個AB類偏轉(zhuǎn)放大器本來需要6.94瓦，而采用D類偏轉(zhuǎn)放大器后只要2.94瓦，節(jié)約了4瓦功率。而另一個更大屏幕的垂直偏轉(zhuǎn)電路，原來需要10.8瓦，采用D類放大器以后，就只需要4.6瓦，節(jié)省了6.2瓦。所以，平均來說，在一臺電視機的垂直偏轉(zhuǎn)里采用D類放大器以后，可以節(jié)約5瓦左右。

雖然5瓦不是一個很大的數(shù)字，但是目前國內(nèi)CRT電視機數(shù)量達到4億臺，以平均每天使用3小時計算，每年可節(jié)約21.9億千瓦時的電。采用CRT電腦顯示器數(shù)量有6000萬臺，假定每天使用8小時，一年可以節(jié)省8.76億千瓦時的電。而兩者相加高達30.66億千瓦時，其數(shù)字十分可觀。

液晶節(jié)能：從顯示屏背光下手

我國2007年生產(chǎn)液晶電視2600萬臺，其中，國內(nèi)銷量超過800萬臺。液晶電視最大的能耗是在顯示屏的背光。

目前液晶電視大多數(shù)采用冷陰極熒光管(CCFL)作為背光。CCFL的發(fā)光效率較高，但由于它的光線是向四周發(fā)射，需要用反光鏡把向后發(fā)射的光線反射回來，這樣就會損失不少。而且，其彩色表現(xiàn)能力比較差，通常只有NTSC(即National Television System Committee，是國際電視標(biāo)準(zhǔn)委員會規(guī)定的彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn)，以百分比為單位表示。這個指標(biāo)表示顯示設(shè)備能在各種色彩上顯示到何種飽和度)標(biāo)準(zhǔn)的70%-80%。而它的更大的問題是環(huán)保問題——含有水銀。歐盟的RoHS標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)規(guī)定有關(guān)的電子產(chǎn)品不準(zhǔn)含有水銀。從2006年7月1日開始就不準(zhǔn)進口，如果進口就要繳納10美元的有害垃圾處理費。

目前LED的發(fā)光效率比較低，只有CCFL的2/3。不過，這種情況會隨著LED發(fā)光效率的提高而改變。

最近采用“場順序”的技術(shù)減少濾色片的光損耗，使得總發(fā)光效率提高1倍。而這種“場順序”技術(shù)是CCFL無法實現(xiàn)的。2006年三星公司開發(fā)出了一款采用“場順序”的無濾色片LED背光的32英寸液晶電視，其分辨率為1366×768，亮度為500cd/m2，對比度為1000∶1，色表現(xiàn)度可達NTSC的110%，消耗電力為82瓦，為傳統(tǒng)方式的60%。另一款40英寸液晶電視LE40M91，其對比度可達10000∶1，色表現(xiàn)度可達NTSC的110%。40英寸液晶電視如果采用CCFL，耗電170瓦，而采用LED背光，耗電只有100瓦，這就使得其耗電遠遠低于CCFL背光。

最近有廠商還推出了一種“區(qū)域亮度控制”技術(shù)，可根據(jù)畫面的內(nèi)容來控制亮度，這種技術(shù)只有采用LED背光才能實現(xiàn)。而采用這種技術(shù)以后，還可以進一步節(jié)能50%以上。最近國內(nèi)還有人提出一種稱之為“基于藍色背光的彩色LED顯示”技術(shù)，可以省去彩色濾光片，從而實現(xiàn)節(jié)電。

總之，假定平均每臺液晶電視可以節(jié)省電能50瓦，國內(nèi)現(xiàn)有液晶電視擁有量大約為2000萬臺，如平均每天開機3小時，那么每年可以節(jié)約電10.95億千瓦時。

音響節(jié)能：應(yīng)用D類功放

我國迷你音響的擁有量約為1000萬臺，其平均功率輸出為40瓦×2，迷你音響主要用來播放音樂，所以采用D類功放以后，其效率可以提高6倍。假定平均每周開機3小時，每年可以節(jié)約0.55億度電。我國家庭影院擁有量超過1000萬臺。其平均功率輸出為200瓦×2(包括5.1聲道在內(nèi)的平均值)，假定每周開機5小時，那么采用D類功放以后，每年可以節(jié)電4.586億千瓦時。

當(dāng)然在音響方面，這還是很不完全的估計。我國有極大數(shù)量的KTV(卡拉OK)包房和電影院，其音響的功率不小于家庭的音響總和。此外還有汽車音響，各種公共場所(火車站，汽車站，機場等)的播音，甚至于上5億部的手機、上千萬臺的學(xué)習(xí)機、上百萬臺的游戲機、幾十萬臺的對講機等等，都可以采用D類功放。再加上降低各種電子設(shè)備和充電設(shè)備的待機功耗，節(jié)能的前景極其可觀。

評論

黑電節(jié)能大有可為

茅于海

現(xiàn)在國際上都開始重視所有電器設(shè)備(包括黑色家電在內(nèi))的待機功耗。例如美國環(huán)保署出臺了“能源之星”標(biāo)準(zhǔn)，電視機等的待機功耗只有3W。國際能源署(IEA)和歐盟相繼制定了更嚴(yán)格的“1W計劃”，即在2010年前將所有產(chǎn)品的待機功耗水平降到1W以下。歐盟還提議充電器的待機功耗低于0.1W，現(xiàn)遵從IEA 0.3W的建議。但是，大多數(shù)國家還沒有關(guān)于黑色家電開機平均能耗的節(jié)能規(guī)定。

黑色家電的節(jié)能主要就是采用D類功放和LED背光。假如在黑色家電中全部改用高效率的D類放大器，那么，估計總共大約每年可以節(jié)電56.724億千瓦時。同樣假如所有的液晶屏背光全部改成高效率的LED背光，也可節(jié)電大約13.037億千瓦時。兩者相加為68.761億千瓦時。

當(dāng)然，要能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的節(jié)能，首先要制定黑色家電的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在，雖然我們已經(jīng)有了國家發(fā)改委和國家質(zhì)檢總局聯(lián)合制定的《能源效率標(biāo)識管理辦法》，但是還沒有落實到黑色家電。黑色家電到現(xiàn)在還沒有貼上由國家統(tǒng)一認證的能效等級標(biāo)志。這是首先要解決的問題。

同時，各黑色家電生產(chǎn)廠家也一定要認真對待黑色家電的節(jié)能問題。用戶也要增強節(jié)能觀念和素質(zhì)，抵制沒有節(jié)能標(biāo)識的黑色家電。

黑電的節(jié)能需要政府、生產(chǎn)廠家、消費者三方面共同努力，希望在不久的將來，黑色家電也能夠像白色家電一樣，將節(jié)能問題深入人心，最大限度實現(xiàn)節(jié)能效果。