电视屏幕越来越大,音响的瓦数越来越大,黑色家电的功耗也越来越大。节能的问题日益突出。家电能耗占全国总能耗的15%,家电节能是很重要的问题。然而,国内外关注的家电节能对象大多是白色家电(空调、冰箱、洗衣机、微波炉等),而对黑色家电(电视机、音响等音视频产品)却很少有人提起节能问题。只有厂家打出“节能空调”的广告,而没有厂家打出“节能电视”的广告,难道黑色家电就不需要节能了吗?
黑电节能问题日益凸现
其实,黑色家电在工作时的节能是一个很重要的节能环节,因为黑色家电的每天工作时间通常要大于白色家电的工作时间。
黑色家电的主要能源消耗都是位于终端输出部位,也就是供眼睛观看的显示屏和供耳朵听的喇叭。原则上说,尺寸越大的显示屏越费电,声音越响的喇叭也越费电。而近年来,屏幕大于29英寸的电视机已经成为最畅销的电视产品,同样瓦数高于20瓦的音响也受到用户的欢迎。无论是CRT(显像管)显示终端还是液晶显示终端,其屏幕越大,消耗的电能也就越多。同样,在音频产品中,大功率音频放大器、家庭影院等所消耗的电能也很可观。
现在中国的电视机拥有量已经超过4.1亿台,如果每台电视机可节约10瓦电能,以每天收看3小时计算,每年可以节约45亿度电。这是一个非常可观的数字。再加上近年来黑色家电的性能越来越高,电视屏幕越来越大,音响的瓦数越来越大,黑色家电的功耗也越来越大,节能的问题日益突出。
黑色家电怎样才能在不降低使用性能的情况下,实现节电呢?
CRT节能:采用D类放大器
我国2007年生产电视机8807万台,其中七成是CRT电视,而我国现在正在使用的CRT监视器大约有6000万台。所以CRT的节能仍然是最重要的问题。
CRT的耗电主要是由屏幕大小决定的,屏幕越大,阳极电压也就越高,耗电也就越多。同时,屏幕越大所需要的偏转电流也就越大,在产生扫描锯齿波的电路方面,采取节能措施还是有很大潜力的。
虽然垂直偏转所需要的锯齿波电流完全由偏转角决定,但产生同样大小的锯齿波,所需要的功率是可节省的。目前几乎所有的垂直偏转放大器都是采用了AB类放大器,来对垂直偏转锯齿波进行功率放大。而这种AB类偏转放大器工作于线性状态,效率很低。通常在低输出时只有20%-30%的效率。因而,AB类的放大器需要很大的散热器来排热量。
现在市场上出现了一种新型的D类放大器,这种放大器使末级功率晶体管只工作在开关状态,就能把模拟信号放大,能达到80%-90%的效率。
把这种放大器应用到垂直偏转放大器以后,就可以节约很多能量。例如,一个AB类偏转放大器本来需要6.94瓦,而采用D类偏转放大器后只要2.94瓦,节约了4瓦功率。而另一个更大屏幕的垂直偏转电路,原来需要10.8瓦,采用D类放大器以后,就只需要4.6瓦,节省了6.2瓦。所以,平均来说,在一台电视机的垂直偏转里采用D类放大器以后,可以节约5瓦左右。
虽然5瓦不是一个很大的数字,但是目前国内CRT电视机数量达到4亿台,以平均每天使用3小时计算,每年可节约21.9亿千瓦时的电。采用CRT电脑显示器数量有6000万台,假定每天使用8小时,一年可以节省8.76亿千瓦时的电。而两者相加高达30.66亿千瓦时,其数字十分可观。
液晶节能:从显示屏背光下手
我国2007年生产液晶电视2600万台,其中,国内销量超过800万台。液晶电视最大的能耗是在显示屏的背光。
目前液晶电视大多数采用冷阴极荧光管(CCFL)作为背光。CCFL的发光效率较高,但由于它的光线是向四周发射,需要用反光镜把向后发射的光线反射回来,这样就会损失不少。而且,其彩色表现能力比较差,通常只有NTSC(即National Television System Committee,是国际电视标准委员会规定的彩色电视广播标准,以百分比为单位表示。这个指标表示显示设备能在各种色彩上显示到何种饱和度)标准的70%-80%。而它的更大的问题是环保问题——含有水银。欧盟的RoHS标准已经规定有关的电子产品不准含有水银。从2006年7月1日开始就不准进口,如果进口就要缴纳10美元的有害垃圾处理费。
目前LED的发光效率比较低,只有CCFL的2/3。不过,这种情况会随着LED发光效率的提高而改变。
最近采用“场顺序”的技术减少滤色片的光损耗,使得总发光效率提高1倍。而这种“场顺序”技术是CCFL无法实现的。2006年三星公司开发出了一款采用“场顺序”的无滤色片LED背光的32英寸液晶电视,其分辨率为1366×768,亮度为500cd/m2,对比度为1000∶1,色表现度可达NTSC的110%,消耗电力为82瓦,为传统方式的60%。另一款40英寸液晶电视LE40M91,其对比度可达10000∶1,色表现度可达NTSC的110%。40英寸液晶电视如果采用CCFL,耗电170瓦,而采用LED背光,耗电只有100瓦,这就使得其耗电远远低于CCFL背光。