尽管所有努力都在着手LED电视的新特性，但均价不断下降迫使电视制造商挤压任何电子成本，电源模块也是他们所关注的。这是LED电视停止采用专用待机电源的原因之一，以满足越来越严格的待机功耗标准。当今电源转换器在轻载条件下提升的能效已有助于设计人员省去这额外电源，缩减整体大小和成本。最终，信号处理在待机模式下降低的功耗加强了这趋势，但如今的新特性如互联网连接的电视抵消这趋势并产生新的挑战。
如果这样的修改对于反激式转换器用于达42寸屏电视中有限的功率(<100 W)相对简单，这对用于更高输出功率的谐振LLC转换器变得复杂的多。本文旨在帮助开关电源(SMPS)设计人员尽可能获得最佳的整体性能，当他们仍須用独特的SMPS设计LED电视以符合待机要求。
在进入待机模式前，有必要看看额定功率(导通模式)定义整个概念。这独特的SMPS必须为LED电视的两个分离功能的电源提供能量：
信号处理和音频放大器现在普遍使用13 V，直接由全桥 D类音频放大器(提供约2 x 10 W @ 8Ω)和多个DC-DC降压转换器使用，DC-DC降压转换器提供信号处理所需的稳定的5 V、3.3 V和其它任何电压。
LED背光需要比以往24 V更高的电压以缩减下行转换器的尺寸和成本。在大多数LED电视中，这电压在80 V至300 V之间，供给单(或双)LED串升压或降压LED驱动器。
两个输出之间的功率比在电视范围内几乎是恒定的，1/3用于13 V信号和音频，2/3用于高压背光。13 V总是由初级端控制器调节，避免由于音频调制和/或LED背光低频PWM DIM的任何变化。LED下行转换器调节LED电流和管理80至300 V轨上输入电压的变化。初级端控制器限制传输到次级端的总功率到所需功率的120%，避免任何打嗝(hiccup)，但在由固定的定时器定义的给定的时间后能停止以防功率过限。
设计人员所面临的第一个挑战是安全测试和保护。当13 V在电源电平 (在整流二极管后)对地短路，极低的阻抗令初级保护能被立即激活，避免在安全标准要求内有任何严重损坏的元件。但同样的测试应当在这电源线上的任何部分进行，特别是在信号处理模块(在长电缆和铜走线后)和在LED背光关闭时。在这种情况下，在初级端控制器任何开关关断前，在单13 V上可提供总共功率的120%。这很有可能导致极高的电流流过13 V线的所有元件，如变压器、二极管和PCB走线。这电流可超过导通模式最大电流的4倍，产生过热和可能损毁元件，不符合安全标准。为避免这样的灾难性故障的发生，元件尺寸必须超大，这将對物料单(BOM)成本产生负面影响。
使用次级端电流控制器能以更好的方式解决这问题。避免13 V过流，提升安全性能，无需超大的元件。安森美半导体全集成的电流控制及电压控制(CCCV) TSOP-5 IC NCP4328，专门设计用于这样的功能，取代现有的TL431，可降低整体成本而无需过大的二极管和增添大的低厚度散热片增加整体PCB表面。得益于这器件，在13 V输出上传输的电流一直被测量以不超过规定值。尽管这方案不常采用反激式转换器(<100 W)，但它简化了至关重要的安全测试，并简化整体设计及缩减总方案成本。
待机模式现在可能是焦点，但为了简化，我们将重点放在两种架构
反激无功率因数校正(PFC)(<100 W)
LLC，带PFC(>100 W)
当今反激式转换器(PWM固定频率或准谐振)，在设计时采用频率返走和跳周期模式，易于支持轻载/待机模式，提供好的稳压输出，即使输出功率极低。然而，要保持在功耗要求以下(< 300 mW @ 230 V)并仍然提供足够的功率以支持新的高电平特性，有必要提升相对于传统设计的整体能效。
第一个改进是根据电视模式改变输出电压调节。如果导通模式需要13 V输出，这电压太高而无法为DC-DC降压提供3.3 V待机。降至额定值的50%左右提供一些优势，如：提升降压能效、次级稳压电路降低功耗、由于较低的Vcc，初级IC降低功耗、初级缓冲电路功率耗散降低和背光电源较低的漏电流。安森美半导体新的全集成的CCCV TSOP-6 IC “ECO 模式” NCP4352(在NCP4328 CCCV之上)，能以自动轻载检测提供这双稳压电平，通过深度跳周期模式检测将导通的输出稳压改变至待机模式。当功率再次升高时，该IC自动强制系统以相应的稳压值回到导通模式。当可用时，“待机/导通”控制线可被添加或甚至取代这自动检测。
图1：单端PWM反激式SMPS，带ECO模式
第二个对于初级端可能的改进，在初级控制器没有嵌入高压启动时与X2 电容放电和启动电阻有关。为符合IEC-65(或同类法规)，用于EMI滤波器中的X2 电容在100 V以下放电应少于1 s，以避免任何客户的电轴承座。为降低整体方案成本和避免大的共模线圈，通常采用较大的X2 电容解决传导EMI问题，尽管令它们在给定的时间限制内放电越来越重要。例如，两个330 nF 的电容放电将需要1.2 MΩ的电阻对应230 V时的44 mW。这些损耗已占300 mW 总功耗预算(300 mW限制)的15%。仅在电源关断检测后激活，IC将很快将X2电容放电，在电源导通时几乎没有损耗。
如果适配器/充电器应用中的高端反激式控制器嵌入高压启动以减少启动时间和避免增加待机功耗，“总是”处于待机模式在电视应用中是不常见的。启动时间对于电视不太重要，它可采用X2 电容放电电阻用于初级控制器启动，避免增加功耗和支持简单的低压控制器。两个X2 电容放电电阻从每一段连接至Vcc，现在将有双重功能。
对于一些高端应用，具备高压(HV)启动和有源X2 电容放电特性是很有用的。NCP1249峰值功率PWM控制器提供这两大功能实现更高性能和集成度。
作为简短总结，对于单端反激式方案，次极端ECO模式CCCV控制器提供更强的安全水平和更好的待机性能。初级端可以是下面列出的任何组合：
低压控制器如NCP1256，集成启动电阻和X2 放电电容
高压启动控制器如NCP1239，带无源或有源X2 放电电容
高端控制器如NCP1249，集成高压启动和有源X2 放电电容，提供增添的峰值功率漂移和关断模式功能
在中低功率反激式应用后，我们现在将考虑采用PFC和LLC SMPS支持待机模式的更高功率的应用。在以前的反激式应用中，在13 V信号处理输出和背光电源(现达到1/4和3/4之间)之间的功率比要求添加CCCV功能以解决安全顾虑和避免过大元件和大的散热片。然而，如果ECO模式看起来是用于反激式SMPS的好的方案，LLC性能将需要不同的方案。
在反激式转换器中，存储在系统中的总能量将被传递至次极端用于为信号处理供电。如果有一些优势降低跳周期模式频率，它们主要对每一跳周期的软启动产生影响，对整体性能的影响有限。
采用LLC转换器，谐振电容必须被充电用于正确的行为，这充电能量将不会被传递到次级端(功率损耗)。在跳周期模式时，谐振电容在周期开始时被充电，然后在结束时放电，将对待机性能有直接影响。为尽量减少谐振电容能量损失的影响，LLC转换器应以尽可能低的跳周期模式频率工作。
ECO模式以有限的/传统的跳周期模式工作，输出电容纹波需要大的输出电容以实现LLC配置中极低的跳周期模式频率。这将增加尺寸和成本。另一种方案是在待机模式中以更大的和控制的输出电压摆幅工作，由于DC-DC降压功能在大输入电源电压范围稳压。
安森美半导体全集成的CCCV SOIC-8 IC“关断模式”NCP4354/55，支持在两个电压电平间有这大的输出电压摆幅，具有自动轻载检测，通过深度跳周期模式检测从导通到关断模式改变电压调节。当这功率再次增加，IC将自动强制系统以相应的额定稳压值回到导通模式。当可用时，“待机/导通”控制线可被添加以强制调节到这高电平和安全启动，尽管关断模式IC已被设计以支持强负载瞬态。有两种“关断模式”IC，但我们推荐采用“有源导通”型(NCP4355)，因为它相对NCP4354“有源关断”型以有限的成本(+1光耦)提供最佳性能。下面的框图显示典型的应用。
图2：单端LLC SMPS，带关断模式和PFC
在关断模式时，性能与电压摆幅有关，可根据输出电容很容易地调谐。更高的性能只需使用相同的概念和设计的更大的电容。
关断模式次极控制器还提供导通/关断信号，经由光耦传输至初级端以切断初级控制器，从而最大限度地减少IC功耗。“有源导通”将在所有关断时间内避免任何信号和功耗，而“有源关断”方案将强制关断模式。
LLC初级端还应专门设计以支持这低功率/关断模式。由于次极控制线和新的NCP1399安森美半导体LLC控制器通过REM引脚，该控制器将在Vcc以极低功耗进入关断模式，避免大的Vcc电容或高压启动电源功耗，即使低跳周期模式频率。低的Vcc电容值也是确保快速LLC重启，避免输出电压打嗝(hiccup)的关键。
如果有些LLC已设计为具备宽范围能力，无需PFC用于待机模式，在低电源电压时通过修改的匝数比以提供给次极端足够的能量对变压器设计的影响将影响导通模式/满载能效。由于PFC模式输出，NCP1399可直接控制PFC Vcc电源，支持PFC只在LLC跳周期模式的有源段导通。您可使用一个小的Vcc PFC电容以避免任何启动延迟。该引脚支持采用390 V进行PFC调节，并尽可能限制LLC和PFC IC的功耗。最后，根据需要，这输出(PFC Vcc下降)还能控制小功率高压MOS来断开PFC-Feedback和PFC-Brown Out的连接，进一步降低整体功耗。
总结
得益于轻载性能的提升，现在可获得好的待机性能而无需专用待机SMPS。次极CCCV控制器完美地解决安全问题并提供实现极佳待机所需的“ECO模式”或“关断模式”功能。
如果反激式转换器仍可使用传统的“ECO模式”，LCC拓扑将充分利用新的具有较大输出电压摆幅的“关断模式”，以保持非常低频率的跳周期模式。
增添的关断模式专用控制线可在跳周期模式的非有源段关断总控制器(CCCV + LLC + PFC)，以尽可能降低功耗。
新的LLC NCP1399支持关断模式，无需额外元件，而直接连接至光耦，提供次极端信息。通过将高压启动接到电源，该IC将在电源关断后快速停止，避免3.3 V待机和红色LED保持太长时间的导通。
整个系统集成NCP1602 PFC、NCP1399 LLC 和NCP4355 CCCV 关断模式，被设计为一个“组合方案”，提供高性能方案，具有很好控制的转换段、高集成度和高度灵活性，适用于任何最新的电视平台。
在150 W应用中实施和测试过该方案，在230 V交流电源下可提供达150 mW 的输出，功耗低于300 mW。
最后，可添加NCP4810有源X2放电电容以进一步降低待机功耗，并提供可能更大的X2 电容才具备的更高灵活性。
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