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8月25日,由CVT主办的中国液晶电视产业研讨会在深圳召开,来自业界知名的分析公司、面板厂商、芯片厂商、模具外壳厂商、电源厂商及其它主要零部件厂商齐聚深圳,一起共同探讨中国液晶电视产业发展中的遇到的难题。FSP CTO梁适安博士在大会上谈了液晶电视电源管理与规划。
FSP CTO梁适安博士
以下是发言实录:
各位嘉宾,大家好!我是从台湾来的,我看演讲者大部分都是中国这边的,台湾的,我是第一个,很荣幸能够参加这个研讨会,这个研讨会高总邀请我邀请我过来的时候,直觉是听一下,原来是要演讲,刚好要出差,准备得比较仓促。电源是比较冷门的行业,让人感觉不是高科技的行业,反正系统做好了,就是电源,电源的部分,在整个所有的电子产品里面,感觉被重视的程度并不是很高,其实电源本身不是一个数位的东西,不管是从事设计电源的工程师,其实对这个行业兴趣都不是很大,大部分都是迫不得已,误入歧途,走入这一行,做了电源大概二十几年,始终如一,不曾换过行业,是换过好几个公司了,但是始终在电源这一块。
电源这个工作其实蛮好的,你没办法发大财,至少养家活口是没问题的,目前的学者对这一块并不是很有兴趣,变成人才很欠缺,不管在中国大陆,对电源这一块是很欠缺人才。今天很多前辈讲得蛮好的,我真是的是来插花的,这一块也不知道怎么讲,我不知道在座的各位,撑到现在,精神可嘉,我不知道在座的各位,真正有做电源设计行业的,我不知道有几个,我想可能不多啦,当初拿到这个题目要讲的时候,就想到到底要怎么讲?所以今天投影片做的内容非常简单,其实只是讲一些概要,不可能在30分钟里面去做电源的设计讲解,这是不太可能,我想有机会,各位可以在私底下沟通了解,在会后,各位有兴趣,可以EMAIL给我,在电源方面有问题,我们可以互相讨论。正式进入主题。
正式进入主题之前,我们这家公司叫FSP,我们公司是专业做电源的,每个月大概出货250万台,大概我们是100亿的公司,在排名里面是全球第七大,以PC来讲,是全球第三大。我们总部在台湾,目前在深圳、上海、哈尔滨都有设计RD,我们目前在南京航大、西安交大都培养人才,目前中国大陆是发展的重点,尤其在人才的培育方面,我们会加紧脚步去做。在RMD部分,有250位,在上海、深圳、哈尔滨加起来有六七十位,在美国那边也有RMD人才。
今天讲解的内容,在TV方面,我们02年介入,介入的时间比较早,做彩电的,整个系统赚不了几个钱,可是做POWER,在这一块里面还是有点利润,因为变化特别快,所以利润越来越小。今天的内容里面,主要在POWER SYSTEM部分,提到在未来电源系统里面的想法和看法。
在整个POWER里面的设计,未来的趋势是轻薄短小,开关电源本身跟操作的频率有关,频率操作越高,所以容量都可以小型化,未来的趋势是轻薄短小,这个趋势是存在的,是跑不掉的,所面临的问题非常多,尤其在LCD TV方面,散发的功率,功率越大,他也越大,整个系统里面,不允许有分。
日本的产品,你看他做电源,不像我们现在,不管在台湾、日本,越做越小,你看SONY,他们的电源面积都非常大,要考量跟机子的关系,机子做得太小,在LCD TV里面面临一些声母的问题,面临的问题点很多,电源设计出来,成本最低,这是一个学问,不然你做了一个成本非常高的,卖不出去,也没用的。
前辈都已经提到整个TV,是往上成长,今年3500万台,4000、500万台,明年更高,2010年一亿台,同样的电源也是这样,实际上平板电视到2010年,跟我们现在做电源一样,量是上升的,做到这种境界,电源实际上是一个艺术品,各位你看PC的电源可以卖得那么便宜,你把他看成艺术品,那个就是量,有量之后,整个成本往下掉,从今年下半年,降价的速度非常快,连带的电源也跟着要降价,如果把电源看成一个零组件来看,电源也是厂商要求的降价的组件。
从销售来看,大尺寸,瓦特数其实是往上升的,但是系统的需求变化不大,要看配备的大小而不同,不管再怎么配,功率的大小影响不是很大。
我们记得我们在02年的时候,跨入TV这个行业的时候,我们未来做这一块的时候,我们的电源怎么做?我的印象非常深刻,最早做TV电源的时候,我们的输出有九组之多,电视厂商,不管你,2.5、3.5、3.3全部都给你做,有时候电源会对这个系统的稳定度,对杂讯的干扰比较好一点,有时候把电源都推给电源公司做,成本不一定低。早期的时候,系统厂商要求我们做的时候,其实是百花齐放,每一家的规格也不同,到现在也是一样,早期比较乱,现在当然慢慢规格稍微有统一,早上前面有讲到,中国地区其实是最大的电视生产和输出国,有些规范,应该是可以制定的,其实我们一直觉得电源的规范,应该是可以把它制定出来,我们刚讲到,PC的电源,INTEL发展CPU,他们发展电源规范,很清楚地规范化,有些TV,中国地区,没办法有一个单位把它标准化出来,标准化以后,所有的成本就可以往下掉,因为我们现在在TV里面,工程师的人力蛮可观的,只要每一家客户来一份规格,几乎要投入一个工程师花很多的时间往下做,你很难标准化,每家厂商有不同的尺寸,有不同的电源需求,有的是横摆,有的是竖摆,每家都有自己的规格,这种规格难道没办法标准化吗?我一直很怀疑,现在所有的电源趋向标准化了,中国地区有一个单位,至少电视来讲在中国地区是最大的产出国,我们至少可以在规格的制定上面,制定出一个标准出来,不一定指电源,其实里面的需求,以标准化来做的话,你就是规格的制定者,你就是领导者。这部分在未来,走上标准化的时代,整个电源里面,TV里面是不准用风扇的,每个TV是不准用风扇的,每个大尺寸都是几百瓦。电源我们最后用的是一些协正的技术来做,协正的技术在后面我会提到。
最后一种方法我们是比较建议,在座的各位是电源规格的制定者,我们今天讲标准化,四组,这四组目前做出来,第一种是比较便宜的,大家在做标准的时候,可以考虑我们怎么达到标准的程度?刚才很多人多提到要快,有时候我们这个电源从规格的设计到样本的设计一个星期,很难想象,同样客户也是被压迫,各位很难以想象,事实上每个工程师真的是每天都在做样品,都在赶,变化的速度越快,你根本没有喘息的机会,其实做电源的工程师也蛮可怜,东方的国家蛮可悲的,上班都不是七小时,都是十几个小时,我们常常去欧洲出差,美国出差,他们都准时下班的,这可能是宿命,可能东方人要特别卖力,要特别努力,有时候你看着会非常感慨,有一次到美国度假中心,看老外在游艇上面度假,他怎么可以这样,觉得非常感慨,每天工作十几个小时,回到家十几个小时,不管中国大陆、亚洲、韩国、台湾,都是这样子,很难逃出这个宿命。都是要快,所以整个服务要非常重要,不是送样就没事了,跟系统怎么搭配,有可能没法解决,所以技术服务非常重要。同样对产品的交期也很重要,天天被客户追着赶,我想速度是我们做LCD TV产业面临的问题。
产品里面,其实现在所有的产品,我们要的都是绿色产品,包括你的噪音,不能有非常大的噪音,不能忍受,设计产品一定要低噪音,另外就是在整个功率的需求上。在中国地区,绿色产品要持续走下去。提到电源系统,许多风扇就差很多,在TV里面,我们的灯管,我们的电源,都是热的产生的来源,对机子本身造成某些程度的尚存,在TV的设计上面,这个没有风扇,在电源设计里面,怎么达到功率的损失,五是让所有的半导体里面它的功耗降到最低。
我们现在用的是软切(音),因为所有的半导体并不是一个理想的境界,基本上原来的技术就可以达到,就是因为原来的技术里面半导体不成熟,没有办法做到理想的境界,电源就发展一些技术,这个我们称为软切(音)技术,可以把噪音降低,甚至把EMI的问题克服掉。在软切(音),整体而言,稍微有一些技术上的,各位如果听不太懂,暂时闭目养神一下。
电压电流在交换的时候,就会有零电压,零电流的切换技术,这个切换技术关的时候,都会有这种技术产生,针对零电流本身,我们会有一些技术,这些技术不是说蛮高深的,但是要花一番功夫去理解,目前针对半导体里面因为不理想,所以衍生了一些技术。像这个就是针对零电流技术,针对开关打通,能够把电压电流的曲线降到最低,这就是零电流,零电压切换的技术,我想这个不需要讨论。早期的技术,各位看这些曲线里面,EMI走的曲线就是HALF—BRIDGE,相对整个热的处理就会比较容易一些。
在小尺寸里面,或者你的系统里面所用的电源,我们大概会用Flyback的技术,但是没办法处理大的架构,我们一般会用在系统部分或者小尺寸部分。另外一个技术叫Asymmetrical Half—Bridge,当时采用这个技术,可以做到零电压切换的技术,(见PPT),非对称,因为半条的价格,如果各位做过电源的时候,一定有两个开关,这是我的控制开关的时间,是不对称的,利用这个不对称的原理,利用本身变压器感,达到镇流,还有二次镇流。目前有很多人Active—Clamp的技术,Asymmecwtrical和Active—Clamp差不多,但是能不能保证零电压切换,目前两个都有一些问题。另外一个就是成本,LCD刚开始的时候,Quasi不是太在乎,但是到去年下半年,压力就来了。
最后,也是目前大部分,都在的Resonant这条路,这是很久以前的技术,今天的机子在TV里面,我发觉这个技术是蛮好的,而且整个所有的材料成本,还有做起来都比前面讲的技术都来得便宜,这个也是半桥,但是他的TV CYCLE是50%,系统有的是12伏,有的是16伏,有的是18伏,把电源结合在架构里面,不管电压的稳定度都非常好,早期的时候是考虑电源需求非常大,我来设计一款,成本自然增加了,现在整个在架构上面,因为DELUX是固定的,25伏、40伏真个都是固定的,对我们设计TRANSFER都非常好,电压的稳定度多可以控制,个架构所延伸出来的效应,成本不要说大幅降低,至少蛮有竞争的优势,我刚才特别提到,在规格上面,就是四组输出,二四得八,伏特,我们用把它做掉,其他用半桥的协正来负责,成本方面,是蛮有竞争力的,整个系统的效率,跟噪音、LOSS比前面的电路都改善很多,有些厂商目前还没有做,这一块技术,当然不是很容易了解,因为协正的部分是变频的,是靠一些LOSS感达到零电压切换的技巧,所以对有些工程师来讲,不容易理解,但是在POWER上面,因为我们加入PLC部分,也是一样,怎么把效率提高。
Asymmetrical半桥,把开关做到零电压切换,你管在是二极体,因为是非对正的关系,我这是Active—Clamp,跟前面的大同小异,摆的位置不太一样,他也是一个专利。
最后我们比较建议的是这个架构,LLC,也是两个开关,有一个协正电杆,这是一个蛮经典的架构,我们在输出的地方,我们少一个,那边的成本可以省下来,利用这个架构,可以达到非常好的效果,我想早期在做电视,去参观Philips他们做电视,他们用协正的架构去做,已经用这种方式去做,目前有些晶片,像ST、Philips他们都出一些晶片去使用,架构蛮好的。
要理解我刚刚讲的,其实不容易,真的不容易,因为我们做电源的,比较容易理解电路的动作,要用AM的协正架构,他有一套理论,不太容易理解,这也不是今天该讲的,如果讲的话,可以花好几个小时讲这个设计。PFC部分,你还是会有一些功耗的损失,BOOST CONVERTER,效率最大的是在D1,因为RECOVERY,DR的问题会造成一些损耗。如果零组件的发明更快的话,我们都需要装一些额外的装置。我不知道在座的,有是可以用得起EM一块美金的电源,我们零组建的开发速度没办法赶得上LCD开发的速度,把电杆、二极体往上提,达到我们的要求。加入这个电路,会有1—1.5%的提升,这些电路都有专利,一般做电路的都可以去思考怎么可以做到这些功能。如果利用协正的技巧,我们大概提到2—3%的效率,这个很可观,如果效率越高,其实整个功耗的损失相差越多,除了损失越多,整个架构,并不是改善的效率是把成本提高,这个架构我看起来,目前的架构那么多,做PASSBY知道,这么多架构里面,目前这个架构是最好的。
电源讲到现在,未来的走向,在TV里面,包括前面讲到,就是成本,怎么把成本降低,其实我想,在座的各位做电视,都有听到,我记得我们在做背投电视,或者做PROJECTOR,大部分用投影电视讲的,直接用400伏,大家多提得很久了,大概是前年,感觉所有的系统厂商,周边厂商,好象速度还不是那么快,到现在,我们最近几个月,大家又稍微提到这件事情,从450来做,可能遇到的问题,为了安全的考虑,按规格考虑,对系统结构的影响会很大,可能是第二种解决方案。为了TV的产业,加速他的成长,我们消费者其实很清楚,我为什么要买液晶电视,成本是我观察的对象,像我家里的电视,我结婚到现在,20几年,到现在还在看,要它坏还是不容易坏,看到现在还继续看,当你要换掉的时候,还要想到成本。另外,我们提出来,像monitor,我们二合一,前面的DIPS,TV最近32寸,将双峰效应,32寸,应该是第一个被整数的对象,往下掉,做成DIPS,这是必然的趋势,做成DIPS,两个在一起不一定能成本降低。做生意,没有门当户对,还是整不起,一个官司都可以把你整跨,我们如何去达到,想做DIPS,想做起来,到底有什么地方可以突破?这个其实是一个值得去思考和挑战的问题,未来里面,我们在观察,如果24、25现阶段大尺寸还存在的话,我们的架构用协正的架构去发现,这个是最好的,如果没踏入这一块领域,可以去摸索一下,在32寸量最大的一块,现阶段DIPS可以考虑,其实做电源蛮被动的,如果系统厂商整合的时候,我们在旁边干瞪眼,但是你们评价出来了,成本对你们的影响。你怎么去做到变压器能够推得更多的灯管,在成本上再往下降,做大尺寸的LIPS的时候,才有大的空间。这是针对未来大尺寸的TV,我们的希望也朝着这个方向努力。前面已经讲到了,我们在做这个机子,我们所面临的安全的问题,还有成本的问题。这是未来在TV方面,不仅是配套,面临成本的问题,也是一样,各位如果有更好的意见,大家可以提出来,可以参考,我今天的报告到这里,谢谢各位! |
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