数字电视市场火爆 能效法规备受关注
数字电视市场总规模将超万亿
数字家电是指各种通过不同的互连方式进行通信及数据交换，实现家用电器之间的“互联互通”，使人们足不出户就可以更加方便快捷地获取信息，从而极大提高人类居住的舒适性和娱乐性的家用电器。主要有数字电视机、数字机顶盒、DVD、MP3、数码相机等产品。
随着消费者对于数字化、信息化的需求日益强烈，同时电子信息和智能建筑经历巨大转型，信息化和网络技术的发展为家庭网络数字提供了强有力的技术保障，家庭网络应用条件已经成熟。不仅数字家庭、数字社区、网络家电乃至数字城市等全新的概念和商品冲击着消费者的感观，整个行业的热度也引发了国内外众多家电企业、系统集成商和家居系统服务商竞相参与。打造数字家庭的风潮已经成为行业内相关公司发展战略的一部分，也必将是未来市场发展的一个主要趋势和方向。我们都知道，近年来，数字技术蓬勃发展，家电产品数字化一直为人津津乐道，IT与家电产品的联系越来越紧密，造成了数字家电市场的兴起。
而且，随着3C融合的不断进展，简单消费电子产品将过渡到智能化、网络化的电子产品，未来数字家庭音视频应用的市场潜力巨大，而终端产品既是市场最大的蛋糕，也将是竞争最激烈的部分。不但国际著名消费电子公司关注这方面的市场，许多网络公司也参与到竞争之中，发达国家还将竞争上升到了标准的层次。
而其中，数字电视的发展备受瞩目。2009年，节能、超薄、高清数字一体机、互联网电视、蓝光、LED、3D、1080P全高清等词语成为推动平板电视实现大逆转的原动力。再加上“家电下乡、“以旧换新”等消费刺激政策，数字电视战绩更为喜人。 而这其中，数字一体机、互联网电视、LED三大阵营异军突起，成为2009年液晶电视崛起的三大关键词。有关预估报告显示，2009年国内液晶电视销量上升至2400万台，比2008年增长近80%。据计算，数字电视所带来的相关设备的市场总规模在万亿元以上，而未来十年平均每年的产品市场规模近千亿元。据介绍，到2010年，中国数字家庭市场规模将达到800亿元人民币，这为从事数字芯片、智能家居集成、软件开发、网络设备等业务的厂商带来了重大商机。整体来看，数字电视市场增长的主要驱动力来自世界各国政府对数字电视广播的推动。与此同时，数字电视厂商的不断推广，节目源的增加，以及新型的数字输入设备也给这个市场带来持续增长的动力。
电源管理厂商从容应对严苛能效法规
但进入21世纪后，尤其是最近几年，国际金融危机席卷全球，能源消耗问题引起了世界各国的普遍关注。低碳经济对所有行业提出了节能减排、绿色发展的要求，各种电子设备势必要符合世界各地的能效规范标准。
近些年来，世界各国政府对于电视机设备的节能措施也越来越关注，陆续制定并实施相应的电视节能标准，其中较有影响力的有：1、美国采用的是由美国环保署(EPA)所主导的主要是针对消费类电子产品的能源节约计划，即“能源之星”(EnergyStar)，并逐渐延伸到电视机、办公设备等产品。该标准的评价体系主要包含开机状态下电视机的平均运行功耗限定值，该限定值由显示图像的制式（标准清晰度、高清晰度）、显示图像的有效面积（屏幕尺寸）决定，也就是说，平均运行功耗限定值和显示的图像格式、图像垂直清晰度及电视机的屏幕尺寸有关。2、欧洲家电产品的节能标准是执行的Eup《用能产品生态设计指令框架协议》。Eup报告给出的评价体系同样包括开机状态功耗和待机状态功耗两部分，与美国的“能源之星”评价参数类似，即在开机状态功耗和显示的图像面积（屏幕尺寸）的基础上，同样考虑了不同分辨力的影响，并给出了不同的功耗限定值。对待机功耗的要求是2010年待机功耗≤1W，2012年待机功耗≤0.5W。 另外，日本、澳大利亚也公布了本国的电视机能效标准，也在2009年实施。
这些能效法规的出台，使得节能设计成为家电设备及IC厂商共同关注的焦点，迎合低碳经济时代的电源管理技术面临着更多的市场机会和挑战。
广州理想集团数安电视事业部技术部经理蔡杰表示：会针对相关的能效法规，采购能够使数字电视节能的电源管理IC，再去申请相关认证。
安森美半导体电源及便携产品全球销售及营销高级总监郑兆雄透露示：安森美半导体积极地与世界各地的能效规范机构沟通及协作，如美国“能源之星”和中国标准化研究院(CNIS)等机构，参与各种能效标准的讨论及制定。通过这种方式，安森美半导体处在极为有利的位置，能够根据规范要求及市场需求，及时及早地推出符合最新高能效规范的设计。“安森美半导体的GreenPoint®参考设计以现有技术建立符合新兴能源能效标准的可行性，带来更高能效的系统设计，并定下能效基准指标。以液晶电视为例，安森美半导体在2009年初推出的180W高压LCD集成电源(HV-LIPS)参考设计集成了系统主电源及背光逆变器，省下一个电源转换段，提升系统总能效，符合“能源之星”3.0版电视标准对工作效率及待机能耗的要求；这LCD TV电源参考设计还符合IEC 61000-3-2谐波含量要求，并超越全球各地待机能耗的标准，在50毫瓦(mW)负载时的典型待机能耗仅为400mW。此外，安森美半导体还积极配合高能效规范最新进展，如美国“能源之星”4.0版电视规范等，及时推出符合最新规范要求的解决方案或参考设计，帮助客户在市场竞争中占据有利位置。”
安森美半导体电源及便携产品全球销售及营销高级总监郑兆雄透
“安森美半导体积极地与世界各地的能效规范机构沟通及协作，如美国“能源之星”和中国标准化研究院(CNIS)等机构，参与各种能效标准的讨论及制定。通过这种方式，安森美半导体处在极为有利地位置，能够根据规范要求及市场需求，及时及早地推出符合最新高能效规范的设计。”
飞兆半导体（上海）有限公司深圳分公司高级工程师李明杰认为：全球范围对能效问题的关注，促使商业机构乃至个人承担起各自的责任。“我们的产品能够优化系统功耗，帮助客户和终端产品消费者减少能源消耗和碳排放。飞兆半导体取得成功的一个重要因素是能够持续开发和设计产品，提供更高的效率、更低的待机功率以及无以伦比的设计简化性。我们制定了明确的商业战略，与中国乃至世界各地的领先电子产品制造商密切合作，以了解新平台的独特的功率挑战，并开发能够打破新效率障碍的创新性技术，使得飞兆半导体能够应对并超越这些挑战。我们的产品具有强大的节能优势，帮助用户满足最新的能源之星 (ENERGY STAR®) 和电脑节能拯救气候行动 (Climate Savers Computing Initiative) 要求所不可或缺的。飞兆半导体坚持专注设计和开发让世界变得更环保的产品。”
PI 市场营销副总裁Doug Bailey表示：我们的产品始终遥遥领先于能效标准，因此我们对最新的标准不会过于关注。我们关心的是如何解决今后五年甚至更长远期限内的效率问题。“15年多来，Power Integrations攻克了电源领域所面临的一个又一个难题，特别在空载效率方面，我们拥有无可匹敌的优势。我们为客户提供的电路可实现10mW的空载性能。我们新推出的TOPSwitch-JX器件，能使设计师轻松设计出40W的电源，其待机功耗不足100mW，同时可为待机电路提供20mW的功率。这特别适用于LCD显示器、打印机和一些消费类AV产品。”
能效法规注重电源使用效率 IC厂商谈笑用兵
从这些法规可以看出，这实际上仍然是对数字电视系统电源管理效率的考验，只不过较为严苛而已。业界某些企业认为提高能效的关键，在于AC-DC转换和电机驱动。Doug Bailey表示：“我们在提升电源能效方面的成功秘诀在于我们的集成晶体管。我们的横向器件的COSS值比等效的垂直器件少一个数量级，因此开关损耗更低。这样有助于提高器件工作效率，便于客户采用更小的磁性元件、降低纹波和使用更具成本效益的EMI滤波元件，并最终从中获益。此外，对于等效RDSON来说，我们的整体效率高于准谐振方案，原因在于我们的器件可以在连续导通模式下工作，这样可以限制峰值电流，更不用说能够提高设计的可靠性和安全性了。”
而郑兆雄则非常详细地为记者介绍了安森美的做法，他说：“安森美半导体身为应用于绿色电子产品的首要高性能、高能效硅方案供应商，以整体方案来增强电源能效，包括：1、提升电源工作效率：采用更好的器件（如场效应管和二极管），以及采用更好的拓扑结构，如频率反走、同步整流，以及准谐振、完全谐振、有源钳位（反激或正激）等软开关技术；2、降低待机能耗：采用更好的拓扑结构，如准谐振（谷底开关）、在2段式转换器关闭PFC侧面；及采用新技术，如频率反走、跳周期、软跳周期、高压自举电源等；3、功率因数校正：将PFC段与主转换器结合，及优化指定应用和电平的PFC工作模式。”
郑兆雄表示，安森美半导体还不断研究新的技术来提升能效，如以交错式PFC或无桥PFC来提升PFC能效，以有源钳位正激(ACF)、双电感加单电容(LLC)等软开关拓扑结构和交错式LLC等提升脉宽调制(PWM)能效，以及采用次级同步整流技术来提供次级转换能效等。“此外，就电机驱动而言，这也是提升能效的一个重要领域。安森美半导体针对电机驱动应用提供广泛的高能效器件及解决方案，如我们的MOSFET开关、MOSFET驱动器、IGBT开关、IGBT驱动器和三端双向可控硅开关元件(TRIAC)等。安森美半导体的Z01、BTA08/12/16/25/30、BTB08/12/16及MAC系列的TRIAC，帮助设计人员提升系统能效，增强系统可靠性及设计灵活性等。”
系统待机功耗备受关注 IC厂商各有妙招
能效法规还包含了另一种含义，即随着数字电视终端的多功能化，其日趋增长的待机功耗越来越受到关注，而且其待机安全问题也在引起整个社会的广泛关注，所以追求低的待机能耗与更高的待机安全性能将是未来家电设计中必须同时面对的两个问题。
Doug Bailey表示：“我们可以使低功率适配器和充电器轻松实现10mW空载功耗。如果使用新型的TOPSwitch-JX器件，则可突破100mW的最低限值。目前，还没有一项家电产品规范接近此限值 — 即使是欧盟将于2012和2015年间生效的最新EuP法规，其最高要求也不过为500mW。电源设计师如果选用PI产品的话，可以很肯定的一点是，他们在未来数年内都不会因能效法规的变化而被迫重新设计其电源。”
PI 市场营销副总裁Doug Bailey
“我们在提升电源能效方面的成功秘诀在于我们的集成晶体管。我们的横向器件的COSS值比等效的垂直器件少一个数量级，因此开关损耗更低。这样有助于提高器件工作效率，便于客户采用更小的磁性元件、降低纹波和使用更具成本效益的EMI滤波元件，并最终从中获益。”
郑兆雄表示：以液晶电视为例，家电产品将趋向于把待机能耗降到极低，如“能源之星”3.0版电视能效规范对待机能耗的要求是低于1W，未来会趋向更低，甚至是低于0.1W。安森美半导体身为全球领先的高性能、高能效规范供应商，为客户提供多种选择来提高能效，降低待机能耗。“例如，安森美半导体针对较高功率等级的液晶电视推出了46英寸液晶电视电源参考（适合任何类型的背光方案，并能扩展支持40/42英寸或52/55英寸液晶电视），这电源参考在待机电源方面有两种方案，一种是专用ECO待机开关电源，采用集成高压开关稳压器NCP1053A，非常适合最大功率小于5W的小型心用待机电视微处理器，提供低于0.09W的极低待机能耗；另一种方案是采用待机继电器，由电视机微处理器直接控制（待机/导通），并提供可选的ECO“导通/关闭开关”，在230Vac条件下空载输入能耗低于0.02W。”
郑兆雄认为：要提高的待机安全性能，需从多个角度着手，如提高关键IC及器件本身的故障保护性能，降低工作能耗以帮助减少系统发热，以及在系统设计中更全面地考虑电路保护问题。例如，安森美半导体的NCP1053A开关稳压器提供转换器输出过载及开环保护、自动复位故障保护、IC热关闭保护等多种保护功能，提升系统可靠性。当然，更高的待机安全性能也离不开高质量的配件产品，如插座或线缆等（据统计，相当比例的火灾由插座老化或故障引起），用户也需要改良使用习惯，尽量在不使用时关闭家电产品，从而更全面地增强家电的安全性能。
很显然，以目前来看，业界的优秀电源管理技术和IC，有足够的能力应对日趋严苛的能效法规，甚至超越了这些法规。令人好奇的是未来的数字家电电源管理IC将会具备那些特性呢？
李明杰认为：“更高的效率、更低的待机功耗、更薄的外形和更高的集成度，将成为功率管理的发展趋势；而飞兆半导体将继续开发满足这些设计和应用需求的解决方案。”
飞兆半导体（上海）有限公司深圳分公司高级工程师李明杰
“更高的效率、更低的待机功耗、更薄的外形和更高的集成度，将成为功率管理的发展趋势；而飞兆半导体将继续开发满足这些设计和应用需求的解决方案。”
安森美郑兆雄说：“要满足家电产品未来应用的需求，电源管理IC需要具备更高的能效、更低的能耗及更高的集成度，同时要具备强大的故障保护功能和小巧的封装尺寸等，从而帮助设计更绿色节能及提供纤薄设计卖点的家电产品。安森美半导体除了提供具有这些新特性的电源管理IC，还具备庞大的资深系统架构师及应用工程师网络，在全球设有解决方案工程中心及设计中心，还与众多家电厂商共建联合电源实验室并派驻专职应用工程师，帮助客户开发高效节能的家电产品，不仅满足最新家电产品的消费需求，更能提升工作能效、降低待机能耗，符合各种规范标准的要求。”
Doug Bailey认为：“在家电应用领域获得业务成功的关键在于产品的可靠性。消费者是聪明理智的，他们绝不会接受那些在家中安装后没多久就出现故障的产品。退货是件麻烦事，它会使供应链中的各个环节都遭受金钱和信誉损失。随着互联网应用的深入发展，特别是在拥有可支配收入的精明的年轻消费者中，如果OEM厂商的产品故障率过高的话，他们的信誉就会遭受永久性破坏。Power Integrations在产品设计和制造质量方面拥有极高的品牌信誉，可帮助我们的OEM客户维持品牌美誉度并获得最终成功。”
优秀技术方案撷英
在采访过程中，记者接触到了最新的或最能代表受访企业的实力的技术方案，在这里为大家简要介绍一下。
飞兆半导体公司创新的适配器解决方案，可在3.5W至90W设计中优化能效。它们的性能特点包括：满足低待机功耗、高转换效率、低EMI和低输出纹波等要求，而且还提供一整套稳健的保护功能，并减少了组件数目以适应小型化设计。这些解决方案包括FSEZ13x7 PWM PSR控制器，具有30mW的待机功率，高压启动电路、无需次级端反馈的初级端调节功能及通用AC输入范围。飞兆半导体的PSR PWM控制器能够获得恒压(CV) (±5%)、恒流(CC) (±7%)、30mW待机功率和能源之星(ENERGY STAR®) Level V之效率，并在材料清单成本和组件数目方面具有竞争力。
Power Integrations的高集成度、高效率离线式开关IC涵盖0W到200W的功率应用，可满足大部分家用产品的电子及控制电路的设计需要。我们的
在LED背光的液晶电视方面，与传统的CCFL背光相比，在提供同等光输出的条件下，要降低能耗及提升电源能效。另外，侧光式背光方案占据主导地位，通常采用多条LED灯条作为背光源，故LED驱动方案需要能够处理多个通道，如4到16个通道，并提供较佳的LED通道电流匹配精度，以及优异的PWM调光范围等。此外，还需要能够应对不同的LED串故障，如LED开路及过多LED短路等。当然，LED背光液晶电视的纤薄厚度是其重要卖点，而为了支持纤薄设计，不仅需要关键的电源IC具有小巧尺寸，还要采用更低高度的外部元件，如电感等。此外，还要考虑散热甚至是特殊的电路板加工技术，如在电路中增加通孔，从而帮助降低方案高度。安森美半导体提供用于LED背光液晶电视的解决方案，如安森美半导体的46英寸电源参考的侧光式LED背光单元中，采用的的安森美半导体关键IC包括带高端驱动器的NCP1397初级侧控制器，以及新的6通道线性LED驱动器控制器CAT4026，适合超薄液晶电视设计（电路板上高度低于8mm，总高度低于12.5mm）。
总之，数字电视因其自身的优越性，极大的满足了消费者的需求，未来将迎来爆发式的增长，而各国出台的相关能效法规进一步规范了产品，促使数字电视产品在技术上取得革命性的突破，最终将福利转移到消费者手中，这当中，优秀的电源管理IC正是数字电视新一轮的产品创新的有力保障。
受访企业简介
安森美半导体
安森美半导体拥有跨越全球的物流网络和强大的产品系列，是电源、汽车、通信、计算机、消费产品、医疗、工业、手机和军事/航空等市场客户之首选高能效电源解决方案供应商。公司广泛的产品系列包括电源、模拟、数字信号处理器、混合信号、先进逻辑、时钟管理和标准元器件。
安森美的全球总部位于美国亚利桑那州菲尼克斯，并在北美、欧洲和亚太地区等关键市场运营包括制造厂、销售办事处和设计中心的强大网络。
飞兆半导体公司
美国飞兆半导体公司 (Fairchild Semiconductor)成立至今有 50多 年历史，是全球首屈一指的功率模拟和功率分立技术领导，专门为所有电子系统提供高效率的解决方案。作为功率专家The Power Franchise®，飞兆半导体提供业界最先进的半导体和封装技术、制造能力和系统专业。该公司于 1958 年开发出平面晶体管，并以此开创出一个崭新的行业，因此被称为“硅谷之父”。
Power Integrations
Power Integrations公司是用于高能效电源转换的高压集成电路业界的领先供应商。由于Power Integrations公司在高压集成电路方面所取得的技术创新，实现了尺寸小、结构紧凑、用于各种电子产品的高效率电源，包括用于交流-直流转换和直流-直流转换及LED照明的高效率电源。自1998年问世以来，Power Integrations的Ecosmart®节能技术已大约节省了39亿美元的待机能耗，避免了数以百万吨的CO2排放量。该公司的绿色空间网站提供了大量有关"能源吸血鬼"和待机能耗问题的信息，此外还提供有全球能效标准的综合指南。
广州理想集团
广州理想公司依靠雄厚的研发力量和资金实力，与英特尔、微软、惠普、国家半导体、CONEXANT等建立了战略合作联盟关系，2000年开始推出自有知识产权的RISUN网络计算机（WBT）、数字显示器（CRT&LCD）、宽带通信接入设备(ADSL)等信息产品，形成了嵌入式产品、数字显示、宽带接入、计算机应用、生产制造、维修服务和产品分销七大业务领域，打造有竞争力的企业价值链和全球供应链。
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