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）

電視機能效與調(diào)光信號的對應(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準執(zhí)行后，在電視機的相關(guān)應(yīng)用時，探討了如何在保證電視機各項指標的前提下，獲得更高的應(yīng)用能效。通過數(shù)據(jù)對比，總結(jié)出如何設(shè)定出廠設(shè)計和用戶模式。結(jié)合實例，針對直下式液晶模組的測試，給出了具體的調(diào)光信號設(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光學測試數(shù)據(jù)。

表1 55E380電流340mA光學測試數(shù)據(jù)

此時平均亮度為286 nit，大于250 nit，按照國標GB24580—2013，當平均亮度大于250 nit時，應(yīng)該調(diào)整背光使中心點亮度為（250±10）nit，所以調(diào)節(jié)背光至58%，該調(diào)光信號為脈沖信號調(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開啟時間，此時數(shù)據(jù)見表2。

表2 調(diào)整背光至58%時測試光學數(shù)據(jù)

根據(jù)能效公式可以得到

在能效測試標準中[1-4]，動態(tài)功率值浮動小于靜態(tài)功率值的30%時，按動態(tài)功率計算，否則按靜態(tài)功率值計算能效，而采用動態(tài)功率計算的能效值要高于靜態(tài)功率值計算獲得的能效。所以在設(shè)計中，產(chǎn)品都會控制動態(tài)功率浮動在靜態(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，所以控制波動范圍在25%以內(nèi)，本公式中，直接采用0.75的系數(shù)。而動態(tài)功率可以通過軟件算法而設(shè)定。

為驗證數(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)光信號的占空比獲得平均亮度為250 nit以下光學數(shù)據(jù)對比見表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時不同背光調(diào)節(jié)參數(shù)時能效對比

進一步驗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)光信號的占空比獲得平均亮度為250 nit以下光學數(shù)據(jù)對比見表4和表5。

表4 電流為315mA時測試數(shù)據(jù)

表5 電流為270mA時測試數(shù)據(jù)

2 數(shù)據(jù)分析

綜合3組不同電流下的測試數(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。當調(diào)節(jié)后，LED本身的發(fā)光效率沒有改變，驅(qū)動板的非發(fā)光消耗功率（例電源板、主板等）所占比例增大，導致能效下降。例如，整機功率為100W時，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，整機功率80W，而此時非發(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，當中心點亮度和平均亮度都能滿足企業(yè)標準的時候[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時通過調(diào)節(jié)背光設(shè)置來計算的能效值較低，在以后的模組開發(fā)中當平均亮度高于250 nit時，要盡量通過模擬調(diào)光來更改電流來計算能效，而非采用數(shù)字調(diào)光的方式來計算能效。也就是說，當背光調(diào)節(jié)時，要改變LED的工作電流為線性狀態(tài)，而不是進入占空比狀態(tài)，獲得的能效值要高。例如，當出廠機器最大電流為400 mA，平均亮度為350 nit，那么測試能效時，需要手動調(diào)節(jié)電視機菜單中背光調(diào)節(jié)項，獲得250 nit的亮度，一種設(shè)計方法采用數(shù)據(jù)調(diào)光，在400 mA電流下，調(diào)節(jié)驅(qū)動電流占空比為50%，另一種設(shè)計方法采用模擬調(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)能效曲線對比

3 總結(jié)

本文針對新能效實施后針對平板電視能效的算法以及直下式背光模組能效的測量，通過模擬調(diào)節(jié)背光亮度和數(shù)字調(diào)節(jié)背光亮度計算能效指數(shù)的對比，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[S].2013.

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

[3] 阮衛(wèi)泓，吳昕，張新，等.平板電視能效標準對多模式電視機的考慮[J].電視技術(shù)，2009，33（9）：106-108.

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

[5]創(chuàng)維集團.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

【本文獻信息】王永博，張曼華，彭淑瓊.電視機能效與調(diào)光信號的對應(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)。