彩电

提高能效成趋势 彩电企业节能技术频出

作者:刘全恩来源:中国电子报发布时间:2009-07-17 15:09我要评论






 
中国电子科技集团公司第三研究所高级工程师 刘全恩


在全球节能降耗和各国能效标准不断出台的大趋势下,平板电视企业纷纷在节能技术上下足工夫,以此吸引消费者的眼球。由于目前测试方法没有统一规范,市场还相对混乱。不过随着国内统一的平板电视能效标准的出台,这种混乱将有所缓解。


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。因此对于家电产品的节能要求也不断提高。大量的白色家电如:冰箱、空调、洗衣机等,都已制定了相应的节能标准,而作为家电消费的电视机其功耗也是非常重要的。以LCD(液晶)、PDP(等离子)为代表的大屏幕平板电视已成为家电市场的主流。


伴随着我国数字电视的高速发展,大屏幕平板电视也逐步进入到普通百姓家。据有关资料报道,我国家庭拥有大屏幕平板电视约5000万~8000万台,甚至更多。在平板电视给人们带来绝佳的视觉享受的同时,其能耗问题也引起了我们的关注。据了解,大屏幕平板电视相对小屏幕的CRT电视功耗较大,给消费者带来了高额的电费支出,增加了消费者的经济负担。因此有必要将大屏幕平板电视产品的节能降耗问题提上议事日程,对其未来技术发展提出新的要求。


 


欧美制定法规强制推行节能


 


世界各国政府对于音视频设备的节能措施也越来越关注,纷纷制定各种法规来强制推行节能措施。世界各地区或国家陆续制定并实施相应的电视节能标准,其中有:


1.国际电工委员会IEC


IEC已制定两个平板电视节能标准,即:IEC62301Ed1.0《家用电器待机功耗测量方法》和IEC62087Ed2.0《音、视频及相关设备功耗测量方法》,该标准只提供了标准的测试条件和测试状态及统一的测量方法,没有涉及具体指标及制定原则,因此目前各国规定了本国对电视机节能的具体参数要求,对其评价体系及测量方法均以该标准作为参数获取的依据。


2.美国


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。2008年2月5日,美国环保署公布了新修订的电视机能耗之星标准,即EnergyStarProgramRequirementsforTVs:Version3.0,并于2008年11月1日起实施。


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。该规范要求产品的待机功耗≤1W,其测量方法采用IEC62301Ed1.0《家用电器待机功耗测量方法》;开机功耗的测试采用DraftIEC62087Ed2.0《音、视频及相关设备功耗测量方法》的第二部分“电视机开关状态的测量条件”中的功能测试信号。


3.欧洲


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》,2006年2月欧盟启动了针对电视机产品的全面研究,并于2008年8月形成最终报告,于2010年在欧盟各国强制执行。


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,其测量方法参考IEC62301Ed1.0《家用电器待机功耗测量方法》,开机功耗测量方法则采用动态画面测试方法,直接引用 IEC62087Ed2.0《音、视频及相关设备功耗测量方法》标准。


4.其他国家


日本、澳大利亚也公布了本国的电视机能效标准,将于2009年实施。


我国已于2005年颁布针对CRT(显像管)电视机的GB12021-2005《彩色电视广播接收机能效限定值及节能评价值》标准,但不包括以PDP、LCD为代表的平板电视,因此于2007年开始制定国标GB《平板电视能效限定值及能效等级评价方法》,并已完成审定,准备报批。


针对平板电视的能耗问题,我国现有的标准也给出了各种具体的规定,如目前已通过审定,正在报批的GB/T《地面数字电视一体机通用规范》、GB/T《地面数字电视接收器通用规范》中规定了待机功耗≤1W,同时规定了相应的测量方法。此外,根据国标委综合【2008】168号文的要求,《音、视频和相关设备的消耗功率的测量方法》也在积极制定中,在该标准中将对平板电视的平均功耗和测量方法给予规定。


 


液晶等离子节能方式各不同


 


对于PDP电视而言,由于发光原理和显示屏的结构特点,同等屏幕的PDP电视比LCD电视耗电大。为解决PDP电视功耗大的问题,生产PDP电视为主的松下公司,在PDP显示屏的生产中通过革新原材料,改进放电气体和发光的结构,同时在电路驱动技术上进行改进,使PDP屏的发光提高了40%%。平均消耗功率降低30%%。把采用该三项革新技术的PDP屏称为NeoPDP。


对于LCD电视而言,由于使用背光源,只要打开电视机,背光源灯(CCFL)始终都在点亮,从而消耗大量电能。尽管生产LCD电视机的企业,在节能方面从电源电路、驱动电路设计等方面作了大量的改进,也将无法从根本上解决LCD电视的高能耗问题,主要原因是LCD电视的最大能耗是显示屏的背光源。由于国内平板电视企业在平板显示核心技术领域的缺失,与掌握上游链生产LCD屏的日韩企业相比,在LCD节能方面仍落后于国外品牌。


为彻底降低LCD电视的消耗功率,就要改换CCFL冷阴极光源,目前业界一致看好LED(发光二极管)背光源。


在经历2007年、2008年两年关于LED背光的概念宣传后,2008年底至2009年上半年,海信、三星、索尼、夏普等多家企业推出很多系列的LED背光源的LCD电视机(现称为LED电视机)。在上市的产品中出现了两种LED背光技术,一种是白光 LED,一种是RGBLED。前者成本相对较低,用于中高端产品,而后者则价格一般比较昂贵。两者最大的特点是节能、环保、寿命长,但RGBLED背光的色域要更宽一些 ,其 色 域 覆 盖 率 可 达105%%NTSC色域,有的甚至达到150%%的NTSC色域,显示的彩色自然鲜艳,对比度和亮度都有一定的提升。据中国电子技术标准化研究所在今年 5月 26日发布的“LED电视关键性能指标摸底测试结果”显示,同等尺寸的LCD电视机,采用LED背光源平均耗电量比采用CCFL背光源的要少得多,约为后者的50%%。


采用LED背光源技术进行节能降耗已经渐渐成为液晶电视厂商们的共识,近年来,三星、夏普、索尼、海信、康佳等国内外液晶电视厂商纷纷推出采用LED背光源技术的液晶电视,推动了液晶电视功耗的大幅降低。


 


  企业加强节能技术研发


 


为适应、满足国际标准和我国有关平板电视节能标准的各项要求,国外和国内的平板电视制造商,采用各种不同新技术、新工艺、新材料,纷纷研制出不同环保节能的平板电视机。如:


1、TCL的自然光技术


TCL的自然光技术主要由LCD园偏振光技术和背光调制两大技术组成。在自然界中,人眼看到的绝大部分是自然光,看到比较舒适,但LCD电视发出的光线是偏振光,与人眼看到的自然光差别较大,长时间观看会使眼睛不舒服、疲劳。TCL的LCD园偏振光技术,可通过光路将线偏振光线变成园偏振光线,类似自然光的视觉感受,有效减轻了长时间观看液晶电视的眼睛疲劳。动态背光调制技术是针对液晶电视的恒定背光而开发的新技术,它能根据图像的内容,动态地设置液晶电视的背光亮度,可根据不同画面信号的明暗在显示屏幕上分区域对背光进行自动调节,以增加明暗的不同区域的画面层次感。据有关资料报道,采用该项技术,比未采用该技术的液晶电视最高节能50%%。


2、海信的绿色节能技术


海信的绿色节能技术,首先在电源设计方面分为降低待机时能耗,提高传统单电源方式的转换效率,采用新型电源系统结构,提高整体转换效率。在整机系统方面采用了动态背光控制技术和低能耗模块设计。


其次在降低待机功耗方面,通过采用新的设计和合理利用CPU的I/O及继电器控制实现待机时对主供电电路电压的彻底切断,从而实现待机功耗≤1W。


最后在整机电源方面,提高传统电源的转换效率。从2005年转换效率为87%%的双正激电源方案的应用,到2007年采用LLC方案,转换效率可达90%%以上。另外是采用新型的电源系统结构,提高整体转换效率,从15%%提升至87%%。对液晶电视来说,应用最新的技术方案,最好的电源工作方式,通过交流电转换成PFC,再通过DC-AC转换成交流高压点亮灯管,实现了电源和设备的整合,使整体效率提高了15%%以上,达到了87%%,进而可大大降低整机的功耗。


3、其他节能技术


除上述介绍的平板电视节能技术外,还有许多的其他节能技术,如:


康佳公司的智控节能技术,主要通过对屏幕和芯片的改进达到节能的目的。


创维公司的“智能省电系统优化方案”节能技术,是基于SPP(系统、屏体、电源)省电平台构建,通过应用屏变科技、奇美AGT超能屏、省电电源和电路优化方案,实现了液晶电视从待机到系统工作全程省电的新一代节能模式。


长虹公司的“智能光感应系统”节能技术,通过感光芯片可自动判断外界光照强度或信号输入的亮度变化,自动改变背光源的亮度,以达到最佳的视觉效果及节能省电的效果。


索尼公司的“空闲待机和光感器功能”的节能技术,是通过一系列技术的联合作用来达到目的的。如:通过一系列智能能耗调节技术使耗能达到最小化;空闲待机设置和电脑电源管理功能的应用,能够有效控制能耗,如空闲待机模式,在一定时间内没有任何操作后,电视会自动进入“睡眠”状态,从而节约能耗;在电视机上装有光感器功能,可根据环境明暗自动调节图像亮度,从而减少不必要的能源消耗。


夏普公司的“智能光控(OPC光学图像控制)”的节能技术,可以根据观看电视的环境照明条件明暗的变化,自动调节背光灯亮度,从而达到节能的目的。


LG公司的“睿智”节能技术,可以根据环境自动调整耗电量较低的背光源,在保证观看效果的基础上,调节屏幕亮度,待机功耗和画面关闭等,最大限度地节省电能的消耗。其中大/中/小/关闭/自动5档整合背光控制、画面关闭、待机微耗电功能,可最大限度地保证电视机的节能效果。


通过上面的介绍,我们可以知道,2009年我国平板电视的发展方向之一将是节能环保。因此LED背光技术将在LCD电视中得到广泛深入的应用。随着厂商不断加大节能技术开发、相关节能标准的出台,舆论加以适当引导,平板电视的耗电量一定会得到大幅度下降,节能效果得到大幅提升。在为社会环保和节约能源作出贡献的同时,也为消费者带来一定的经济利益。数年后,我国平板电视的国际竞争力也会明显提升。


责任编辑:电子信息产业网
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