電視機(jī)能效與調(diào)光信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

王永博，張曼華，彭淑瓊

（深圳創(chuàng)維-RGB電子有限公司，廣東 深圳 518108）

電視機(jī)能效與調(diào)光信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

王永博，張曼華，彭淑瓊

（深圳創(chuàng)維-RGB電子有限公司，廣東 深圳 518108）

平板電視新能效的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行后，在電視機(jī)的相關(guān)應(yīng)用時(shí)，探討了如何在保證電視機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)的前提下，獲得更高的應(yīng)用能效。通過數(shù)據(jù)對(duì)比，總結(jié)出如何設(shè)定出廠設(shè)計(jì)和用戶模式。結(jié)合實(shí)例，針對(duì)直下式液晶模組的測(cè)試，給出了具體的調(diào)光信號(hào)設(shè)定方案。

新能效；液晶模組；背光調(diào)節(jié)方式

1 調(diào)整背光調(diào)節(jié)對(duì)直下式模組能效的影響

本文通過使用色彩分析儀CA-2000，在直下式模組55E380驗(yàn)證背光模組在不同背光調(diào)節(jié)下的能效差異。

表1為55E380電流340mA光學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)。

表1 55E380電流340mA光學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)

此時(shí)平均亮度為286 nit，大于250 nit，按照國(guó)標(biāo)GB24580—2013，當(dāng)平均亮度大于250 nit時(shí)，應(yīng)該調(diào)整背光使中心點(diǎn)亮度為（250±10）nit，所以調(diào)節(jié)背光至58%，該調(diào)光信號(hào)為脈沖信號(hào)調(diào)節(jié)，屬于數(shù)字調(diào)光，通過改變占空比，可以調(diào)節(jié)LED開啟時(shí)間，此時(shí)數(shù)據(jù)見表2。

表2 調(diào)整背光至58%時(shí)測(cè)試光學(xué)數(shù)據(jù)

根據(jù)能效公式可以得到

在能效測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中[1-4]，動(dòng)態(tài)功率值浮動(dòng)小于靜態(tài)功率值的30%時(shí)，按動(dòng)態(tài)功率計(jì)算，否則按靜態(tài)功率值計(jì)算能效，而采用動(dòng)態(tài)功率計(jì)算的能效值要高于靜態(tài)功率值計(jì)算獲得的能效。所以在設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品都會(huì)控制動(dòng)態(tài)功率浮動(dòng)在靜態(tài)功率值的30%內(nèi)。但在批量生產(chǎn)的產(chǎn)品中，為保證產(chǎn)品一致性，所以控制波動(dòng)范圍在25%以內(nèi)，本公式中，直接采用0.75的系數(shù)。而動(dòng)態(tài)功率可以通過軟件算法而設(shè)定。

為驗(yàn)證數(shù)字調(diào)光與能效關(guān)系，設(shè)定最大電流為340 mA，調(diào)節(jié)背光調(diào)光信號(hào)的占空比獲得平均亮度為250 nit以下光學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)比見表3。通過表3可以看出同一背光隨著背光占空比減小能效也是減小的。

表3 電流340mA時(shí)不同背光調(diào)節(jié)參數(shù)時(shí)能效對(duì)比

進(jìn)一步驗(yàn)證不同最大電流狀態(tài)下，設(shè)定背光電流為315 mA和270 mA，調(diào)光信號(hào)的占空比獲得平均亮度為250 nit以下光學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)比見表4和表5。

表4 電流為315mA時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)

表5 電流為270mA時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)

2 數(shù)據(jù)分析

綜合3組不同電流下的測(cè)試數(shù)據(jù)可以得到如圖1所示的能效曲線關(guān)系圖。圖中可以看出，對(duì)于直下式模組，隨著背光調(diào)節(jié)占空比的下調(diào)，能效降低。當(dāng)調(diào)節(jié)后，LED本身的發(fā)光效率沒有改變，驅(qū)動(dòng)板的非發(fā)光消耗功率（例電源板、主板等）所占比例增大，導(dǎo)致能效下降。例如，整機(jī)功率為100W時(shí)，背光發(fā)光功耗為80W，非發(fā)光功率就是100-80=20 W，非發(fā)光功率占比20%，調(diào)節(jié)背光占空比，整機(jī)功率80W，而此時(shí)非發(fā)光功率仍然是20W，非發(fā)光功率消耗占比變?yōu)?5%。同樣的發(fā)光效率，非發(fā)光損耗占比變大，造成能效降低。所以隨著背光調(diào)節(jié)的降低，能效值也是降低的。

綜上所述，在固定的背光電流下，當(dāng)中心點(diǎn)亮度和平均亮度都能滿足企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候[5]，背光調(diào)節(jié)占空比越低能效就越低，所以直下式模組平均亮度超過250 nit時(shí)通過調(diào)節(jié)背光設(shè)置來(lái)計(jì)算的能效值較低，在以后的模組開發(fā)中當(dāng)平均亮度高于250 nit時(shí)，要盡量通過模擬調(diào)光來(lái)更改電流來(lái)計(jì)算能效，而非采用數(shù)字調(diào)光的方式來(lái)計(jì)算能效。也就是說，當(dāng)背光調(diào)節(jié)時(shí)，要改變LED的工作電流為線性狀態(tài)，而不是進(jìn)入占空比狀態(tài)，獲得的能效值要高。例如，當(dāng)出廠機(jī)器最大電流為400 mA，平均亮度為350 nit，那么測(cè)試能效時(shí)，需要手動(dòng)調(diào)節(jié)電視機(jī)菜單中背光調(diào)節(jié)項(xiàng)，獲得250 nit的亮度，一種設(shè)計(jì)方法采用數(shù)據(jù)調(diào)光，在400 mA電流下，調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流占空比為50%，另一種設(shè)計(jì)方法采用模擬調(diào)光，通過軟件控制電流為200 mA，占空比為100%，那么后者獲得能效要高于前者。當(dāng)然也可以考慮出廠狀態(tài)設(shè)定在較高能效狀態(tài)，而增加用戶模式，是用戶可獲得高品質(zhì)畫質(zhì)享受。

圖1 55E380不同電流隨背光調(diào)節(jié)能效曲線對(duì)比

3 總結(jié)

本文針對(duì)新能效實(shí)施后針對(duì)平板電視能效的算法以及直下式背光模組能效的測(cè)量，通過模擬調(diào)節(jié)背光亮度和數(shù)字調(diào)節(jié)背光亮度計(jì)算能效指數(shù)的對(duì)比，可以得出，通過數(shù)字調(diào)節(jié)背光亮度獲得的能效值較低。對(duì)于以后的直下式模組開發(fā)中，提高能效有一定的參考作用。

[1]GB 24850—2013，平板電視能效限定值及能效等級(jí)[S].2013.

[2]吳昕，謝于迪，張新，等.平板電視能效測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)解析[J].電視技術(shù)，2009，33（3）：88-91.

[3] 阮衛(wèi)泓，吳昕，張新，等.平板電視能效標(biāo)準(zhǔn)對(duì)多模式電視機(jī)的考慮[J].電視技術(shù)，2009，33（9）：106-108.

[4]謝于迪，吳昕.平板電視能效標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)試狀態(tài)的設(shè)置[J].電視技術(shù)，2009，33（6）：117-188.

[5]創(chuàng)維集團(tuán).科技論文集[R].深圳：出版者不詳，2014.

Correspondence Relationship between TV Energy Efficiency and Adjustment Signal

WANG Yongbo,ZHANG Manhua,PENG Shuqiong
（Shenzhen Skyworth-RGB Electronics Co.,Ltd.，Guangdong Shenzhen 518108，China）

After the new standards of flat-panel TV energy efficiency being implemented,it is discussed that how to acquire higher energy efficiency in application when ensure the indicators of TV set.Through comparison of all data,how to set up the factory design and user mode is summed up.With concrete cases,the specific dimming signal profile is given aiming at test of direct-type LCD module.

new energy efficiency;LCD module;backlight adjustment mode

TN949

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?? 薇

2014-09-25

【本文獻(xiàn)信息】王永博，張曼華，彭淑瓊.電視機(jī)能效與調(diào)光信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系[J].電視技術(shù)，2014，38（21）.

王永博（1980—），主要從事液晶電視的LED背光模組開發(fā)。