電視機能效與調光信號的對應關系

王永博，張曼華，彭淑瓊

（深圳創維-RGB電子有限公司，廣東 深圳 518108）

電視機能效與調光信號的對應關系

王永博，張曼華，彭淑瓊

（深圳創維-RGB電子有限公司，廣東 深圳 518108）

平板電視新能效的標準執行后，在電視機的相關應用時，探討了如何在保證電視機各項指標的前提下，獲得更高的應用能效。通過數據對比，總結出如何設定出廠設計和用戶模式。結合實例，針對直下式液晶模組的測試，給出了具體的調光信號設定方案。

新能效；液晶模組；背光調節方式

1 調整背光調節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節下的能效差異。

表1為55E380電流340mA光學測試數據。

表1 55E380電流340mA光學測試數據

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，應該調整背光使中心點亮度為（250±10）nit，所以調節背光至58%，該調光信號為脈沖信號調節，屬于數字調光，通過改變占空比，可以調節LED開啟時間，此時數據見表2。

表2 調整背光至58%時測試光學數據

根據能效公式可以得到

在能效測試標準中[1-4]，動態功率值浮動小于靜態功率值的30%時，按動態功率計算，否則按靜態功率值計算能效，而采用動態功率計算的能效值要高于靜態功率值計算獲得的能效。所以在設計中，產品都會控制動態功率浮動在靜態功率值的30%內。但在批量生產的產品中，為保證產品一致性，所以控制波動范圍在25%以內，本公式中，直接采用0.75的系數。而動態功率可以通過軟件算法而設定。

為驗證數字調光與能效關系，設定最大電流為340 mA，調節背光調光信號的占空比獲得平均亮度為250 nit以下光學數據對比見表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時不同背光調節參數時能效對比

進一步驗證不同最大電流狀態下，設定背光電流為315 mA和270 mA，調光信號的占空比獲得平均亮度為250 nit以下光學數據對比見表4和表5。

表4 電流為315mA時測試數據

表5 電流為270mA時測試數據

2 數據分析

綜合3組不同電流下的測試數據可以得到如圖1所示的能效曲線關系圖。圖中可以看出，對于直下式模組，隨著背光調節占空比的下調，能效降低。當調節后，LED本身的發光效率沒有改變，驅動板的非發光消耗功率（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，背光發光功耗為80W，非發光功率就是100-80=20 W，非發光功率占比20%，調節背光占空比，整機功率80W，而此時非發光功率仍然是20W，非發光功率消耗占比變為25%。同樣的發光效率，非發光損耗占比變大，造成能效降低。所以隨著背光調節的降低，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標準的時候[5]，背光調節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時通過調節背光設置來計算的能效值較低，在以后的模組開發中當平均亮度高于250 nit時，要盡量通過模擬調光來更改電流來計算能效，而非采用數字調光的方式來計算能效。也就是說，當背光調節時，要改變LED的工作電流為線性狀態，而不是進入占空比狀態，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，需要手動調節電視機菜單中背光調節項，獲得250 nit的亮度，一種設計方法采用數據調光，在400 mA電流下，調節驅動電流占空比為50%，另一種設計方法采用模擬調光，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設定在較高能效狀態，而增加用戶模式，是用戶可獲得高品質畫質享受。

圖1 55E380不同電流隨背光調節能效曲線對比

3 總結

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，通過模擬調節背光亮度和數字調節背光亮度計算能效指數的對比，可以得出，通過數字調節背光亮度獲得的能效值較低。對于以后的直下式模組開發中，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，2009，33（3）：88-91.

[3] 阮衛泓，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，2009，33（9）：106-108.

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

[5]創維集團.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

B

?? 薇

2014-09-25

【本文獻信息】王永博，張曼華，彭淑瓊.電視機能效與調光信號的對應關系[J].電視技術，2014，38（21）.

王永博（1980—），主要從事液晶電視的LED背光模組開發。