彩色电视机能效标准及节能技术(3) - 家庭电子（技术聚焦）－全球企业门户

我国于1989年12月颁布、1990年12月1日实施了GB12021.7-1989《彩色及黑白电视广播接收机电耗限定值及测试方法》，标准中规定了37-56cm彩色电视机和31-47cm黑白电视机电耗限定值、测试方法和判定原则。电耗限定值及有关参数见表9。

测试方法在标准4.3中进行了规定：在标准输入电平的条件下，电视机输入端加上射频信号，获得标准图像输出电压和伴音最大有用电输出功率标称值。然后去掉射频信号，换上标准彩条射频信号、并使饱和度旋钮调在最佳解码状态，用功率表测量输入功率。

GB12021.7是根据我国当时的主要电视机的规格品种制定的，评价指标采用输入功率。十几年来，我国电视机产业有了飞速的发展，从原来需要进口到现在的生产大国，品种规格近7000种，近几年彩电向大屏幕、多功能、数字化方向发展，原有的国家能效标准已经不能满足实际的需要，需要进行全面的修订。鉴于目前国内黑白电视机的数量正在急剧减少，年产量不足总产量的1/10，加上出口比例很大，国内销售量及其有限，所以新修订的电视机能效标准适用范围将只覆盖量大面广的彩色电视机。评价指标除工作功率以外，还包括待机功率。

彩色电视机被列入中国第一批实施强制性产品认证（也称3C认证，China Compulsory Certification）目录，检测依据的标准有：

（1）GB 8898-2001《音频、视频及类似电子设备安全要求》，该标准等同于IEC60065；

（2）GB 13836-200《电视和声音信号电缆分配系统第2部分：设备和电磁兼容》，该标准等同于IEC 60728-1；

（3）GB 13837-2003《声音和电视广播接收机及有关设备干扰特性允许值和测量方法》，该标准根据IEC的国际无线电干扰特别委员会标准CISPR：13修改；

（4）GB 17625.1-2003《低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每项输入电流≤16A）》，该标准等同于IEC 61000.3-2。

按照国家认证认可监督管理委员会发布的CNCA-01C-017:2001《电气电子产品类强制性认证实施规则音视频设备》的规定，产品的安全检验项目按GB 8898规定的全部适用项目；产品的电磁兼容检验项目按GB13836或GB 13837以及GB 17625.1规定的全部适用项目。

针对CRT彩电的产品标准GB/T 10239-1994《彩色电视广播接收机通用技术条件》首次颁布于1994年12月，于1995年8月1日实施。标准适用于不小于37cm的CRT彩电。标准中规定了电视制式、接收频道、电视中间频率、群时延特性、正常测试条件、图形符号、互连配接要求八项一般要求，还有电、光、声、色38项基本性能参数要求及测量方法，其中对电源消耗功率的要求见表10。

显像管屏幕尺寸cm	伴音通道最大有用电输出功率W	电源消耗功率W
37-44	≥1.0	≤60
47-51	≥1.5	≤65
54-56	≥2.0	≤70
56以上	产品标准中规定	产品标准中规定

从表9与表10对比看，GB/T 10239-1994对电源消耗功率规定得要比与GB 12021.7-1989宽松，显然在制定GB/T 10239-1994时没有考虑与能效标准的协调一致。

为了适应我国彩色电视机工业科技发展的需要，2002年由全国音频、视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会组织对GB/T10239-1994标准进行修订，标准于2003年颁布，更名为《彩色电视广播接收机通用规范》，在规范中删去了彩色电视机的电、光、声色性能要求，这部分要求引用新制定的行业标准SJ/T11285-2003《彩色电视广播接收机基本技术参数》，增加了“彩色电视机的谐波电流特性和测量方法”，“具有画中画电视接收功能的彩色电视机性能要求和测量方法”等，修改了“双伴音/立体声的性能要求和测量方法”等内容。功率消耗在修订版标准中未作规定。

能效标准中开机功率的测试方法用GB/T 17309.1-1998《电视广播接收机测量方法第1部分：一般考虑射频何视频电性能测量以及显示性能的测量》中功率消耗的测试方法进行，该方法是等同采用IEC60107-1：1995的。针对变频产品的测试问题，经研究在测试方法中增加了“如果电视机的输出显示方式具有不同的行频或场频，则将在不同的输出显示方式下进行测定，取最值劣值”的规定。

关于待机功率的测试方法，目前还没有国家标准可以引用，能效标准用附录的形式给出了两个测试方法，一个是参照欧盟标准的平均功率法，还有一个是参照能源之星的功率计法，功率计法简单、快捷，但是在待机功率小于1W或测量时仪器读数不稳定而无法得到误差符合要求的数值时，平均功率法更准确。平均功率法作为仲裁方法在新修订的能效标准中作为标准的规范性附录，功率计法作为可选方法作为标准的资料性附录。

本标准主要有三个方面的内容。第一个内容是对彩色电视机的能效限定要求，它在标准实施时将作为强制性指标。能效限定值是国家允许产品的最低能效值，低于该值的产品则是属于国家明令淘汰的产品。能效低的产品不但额外消耗了大量能源，同时也相对加大了用户在用能方面的支出，根据《中华人民共和国节约能源法》的有关条款的规定，本标准中的能效限定值是针对彩色电视机行业的监督管理，防止能效低的产品进入市场，是国家淘汰高耗能产品的依据。

第二个内容是对彩色电视机的节能评价要求，属于推荐性指标，是开展节能产品认证的技术依据。节能产品认证是我国《节能法》规定的一个重要的节能管理制度，以引导和激励企业提高产品的能源利用率。当彩色电视机是达到节能评价值要求的产品时，就可向国家节能产品认证中心申请节能产品认证并获得其颁发的节能标志和证书。

第三个内容是目标值，提供了一个将在3年后开始生效的能效限定值和节能评价值指标，该指标为生产企业提供一个国家能源政策信息，使企业有一定的时间去提高用能产品的节能技术，改进产品结构或生产工艺，从而变堵为疏，使产品的能效能够在一个良性环境中稳步提高，并进一步促进产品的更新换代。

在世界各国制定的能效标准中，标准所规定的产品范围一般限制在技术成熟、使用普遍、产量大和具有较大节能潜力的产品品种上，这是各国制定能效标准的一个共同特征。我国彩电规格品种很多，按照显示器件的不同可以分为CRT(阴极射线管)、背投、LCD（液晶）和PDP（等离子）电视机，由于彩电的待机功耗只与电源部分有关，显示器件对其影响不大，因此对待机功耗的技术要求适用于所有在国内销售的彩电；而显示器件对彩电的开机功耗影响很大，因此本标准开机功耗的技术要求只适用于目前产量和保有量最大的CRT彩电。

可供借鉴的国外工作能效标准主要有日本的领先者项目技术要求和欧盟的GEEA提案。由于我国的电源电压与欧洲相同，又同样采用IEC/ISO国际标准体系，在对国外相关标准分析的基础上，2003年7月彩电能效标准第一次研讨会上，与会代表经过认真研讨，一致同意采纳欧盟GEEA提议的能效指数作为评价彩电工作能效指标，以利于国际接轨，便于产品出口和数据可比性；同时采用被动待机功率作为评价待机能效的指标。

彩色电视机的能效标准以GB/T10239-2003《彩色电视广播接收机通用规范》为基础，与该标准是配套标准，侧重于产品的节能性能，其技术指标、试验方法和检验规则都与GB/T10239保持协调一致。因此在执行时应参照GB/T10239共同执行。GB8898等安全和电磁兼容标准是强制性国家标准，产品必须符合其要求，而且国家将依据这些标准进行强制性认证。

本标准也是国家强制性标准，是条款强制，其能效限定值指标是强制性的，无论是强制性能效限定值，还是推荐性的能效等级和节能评价值，其在进行判定时所涉及到的产品的其他性能均以合格产品作为前提，必须符合GB/T10239等标准的有关规定。

减少电视机能耗的技术途径主要有两个：组件选择和设计选择。此外倡导制造商降低对发光度的默认设置也能节能至少10%左右。

减少电视机能耗最有效的方法是改进电力供应方式(SMPS)，提高SMPS的效率。SMPS的效率一般在80-86%之间，但是采用最佳技术SMPS的效率可以高达90%，而且在SMPS电感线圈中采用的不是非常昂贵的材料－标准N27铁素体。

由于电视机小信号是由若干个积分电路进行处理的，因此积分电路的综合利用也是减少电视机能耗的有效方法。测试数据表明，图像小信号的功率消耗在1-6W之间，其能耗差有5W，RF调谐器的功率消耗在0.1-1.7W之间，其能耗差也有1.6W之多。因此对积分电路进行优化设计可以有5-7W的节能潜力。

用更高效的组件是减少电视机能耗的又一种选择。例如声频输入采用一种更高效的功率放大器，采用更高效的图像大信号电路，此外还可以采用降低积分电路的供给电压的方法，因为积分电路的能耗与电压成正比。

电视机（硬件和软件）的设计有两种选择：最小化不同电压和电力管理。通过电压调节器供给组件不同的电压，电压调节器能使电压从SMPS（或其它的电压调节器）下降到组件的合适电压值。电压调节器有两种类型：分路电压调节器和连续电压调节器。只能用于低功率情况下的连续电压调节器效果更好。测试数据表明，电压调节器的效率从50-65%不等，因此从效率角度来说，选择高效电压调节器对减少电视机能耗是很有价值的。

由于电视机的发展趋势是有更出色的声音效果（立体声、环绕声、重低音等）和具有更多功能（例如DVD驱动，CD-ROM一体等），优化电力管理将会是一种减少电视机能耗的很好选择。许多芯片厂商已经开发出可以应用的高效芯片可供选择，而且价格更趋合理。

研究表明，电视机的发光度与能耗成正比。国际的标准测试条件发光度只有80cd/m2，而制造商为了在消费者面前演示鲜亮的图像效果，对电视机出厂发光度设置通常都比标准测试条件高得多，高达180-300cd/m2。虽然消费者会看到非常鲜亮的图像，但是图像显像管的效率将会在几年内降低因而更加耗能。虽然所有的电视机都允许用户设置自己喜欢的发光度标准，但是从服务和维修机构反馈的信息表明，大多数的用户都不会改变制造商出厂时设置的发光度。Novem领导的研究小组比较了发光度为230cd/m2和130cd/m2的电视机，降低发光度设置平均可以节能10%左右，因此积极倡导制造商降低对电视机出厂时发光度的默认设置，可以有效地降低电视机的能耗。

资料来源：
1、The China Sustainable Energy Program：中国可持续能源项目
2、Technical supporting report for China energy efficiency standard of Color TVs：中国彩色电视机国家能效标准技术支持报告，中国标准化研究院(China National Institute of Standardization)，2005年3月