现在地球的温室效应越来越严重，最近联合国秘书长安南指出：地球的温室效应对于人类的威胁不亚于恐怖主义对人类的威胁。而且恐怖主义的威胁是和国家、地区有关的，而温室效应则是无国界的。
降低温室效应的一个重要措施就是节能。现在各国政府对于节能措施也越来越关注，纷纷制定各种法规来强制推行节能措施。欧盟提出了要在2020年前实现节能20%的指标。中国政府也决心在“十一五”期间（2006-2010年）使单位国内生产总值能耗降低20%左右。
因为家电占全国总能耗的15%，为了节约家电的能耗，中国国家发改委和国家质量监督检验检疫总局在2004年8月13日公布了“能源效率标识管理办法”。并且规定了在2005年3月1日起执行。在此以后，很多家电厂商纷纷打出“节能”广告，到处可以见到“节能空调”，“节能冰箱”，“节能洗衣机”等的广告。从3月1日起，中国生产、销售、和进口的家用空调和冰箱这两类电器将率先贴上带有“中国能效标识”字样的标签，以标明自己的节能程度。
实际上，美国早在1978年颁布了国家节能政策法案，1980年5月以来，已对家用电冰箱、房间空气调节器、洗衣机、荧光灯、水龙头等14种产品实施了强制性能效标识。美国联邦贸易委员会(FTC)和能源部(DOE)负责能效标识的实施。为确保标识信息的符合性，美国建立了“符合性监督机(CMS)”：要求制造商必须对标识所涉及的所有产品的每一基本型号进行测试，确定产品的能效值，并向DOE报告其产品的能效特性。政府通过建立能效数据信息系统和接受消费者、制造商的投诉等方式对产品的能效进行跟踪并公之于众。
而欧盟委员会也于1992年9月颁布欧盟统一能效标识法规(92/75/EEC能源效率标识导则)，要求生产商在其产品上标出产品的能源效率等级、年耗能量等信息，使用户和消费者能够对不同品牌产品的能耗性能进行比较和排序。目前，欧盟已对家用电冰箱、洗衣机、照明器具、空调器等7种产品实施了强制性的能效标识。欧盟是依靠制造商自我声明模式成功实施能效标识的典范。制造商在认可的测试实验室测试他们自己的产品，并在标识上标注其测试结果，偶尔也使用第三方的测试机构进行测试。1997年10月，欧盟启动了制造商之间的自我监督机制，这大大补充了欧盟的自我声明模式。
然而，不论中国还是外国，其节能的主要对象大都是白色家电，也就是空调、冰箱、洗衣机、微波炉、电饭锅等这类产品。而黑色家电（电视机、音箱、VCD、DVD、等音/视频产品）却很少有人提起节能的问题。只有厂家打出“健康电视”的广告，而没有厂家打出“节能电视”的广告。那么，难道黑色家电就不需要节能了吗？
当然，不少白色家电消耗较大的能源，特别需要讲究节能。例如对于空调，最重要的节能措施就是采用变频技术，采用变频技术以后，可以节能30%以上。本来一小时要费1.3度电的定速空调，采用变频技术以后，可以降到每小时一度电。其效果是非常明显的。而在黑色家电中，因为总的电源消耗不如白色家电那么大，而且节能潜力也不如白色家电那么明显，节能所需的技术门槛又比较高。所以就不大有人提起黑色家电的节能问题。然而，随着人民的生活水平逐年提高，黑色家电的普及率也越来越高。这些黑色家电的能耗问题也就不能忽略了。现在国际上都开始重视所有家电（包括黑色家电在内）的待机功耗。例如美国环保署出台了“能源之星”标准。电视机等的待机功耗只有3W。国际能源署(IEA)和欧盟相继制定了更严格的“1W计划”,即在2010年前将所有产品的待机功耗水平降到1W以下。欧盟还提议充电器的待机功耗低于0.1W，现遵从IEA 0.3W建议。我们如果不重视这个问题，我国的相关出口商品就会面临“绿色壁垒”。
但是大多数国家还没有有关黑色家电在运行时的节能规定。而黑色家电在工作时的节能是一个很重要的节能措施，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。例如现在中国的电视拥有量已经超过4.1亿台, 其中彩电3.1亿台，黑白电视1亿台。如果每台可以节约10瓦电能，以每天收看3小时计算，每年可以节约45亿度电。是一个非常可观的数字。再加上这些年的黑色家电的性能越来越高，表现在屏幕越来越大，音响的瓦数越来越大，黑色家电的功耗也越来越大。节能的问题也就越来越突出。
所以，现在是提出这个问题的时候了！在这里，作者想要着重讨论一下黑色家电的节能问题。
实际上，由于现在的家用电脑增加了多媒体的应用，可以用电脑来听MP3，来看网上的电影，很多用户把电脑当作娱乐工具。所以从这个意义上来讲，电脑也可以算成是黑色家电。所以电脑的节能也需要提到议事日程上来。
黑色家电的能源消耗
作为音视频设备的黑色家电，其主要能源消耗都是位于终端显示部位。也就是供眼睛观看的显示屏和供耳朵听的喇叭。原则上来说，尺寸越大的显示屏就越费电，声音越响的喇叭也越费电。而近年来，屏幕大于29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。电脑其实也可以归到黑色家电，因为现在的电脑强调其多媒体功能，而多媒体的表现形式也就是具有音视频的输出。不少多媒体电脑的音箱还配备了大瓦数的低音炮。
不论是采用CRT显象管为显示终端还是采用LCD为显示终端，其屏幕越大，就要求发光越亮，所消耗的电能也就越多。以CRT电视机为例，14"黑白耗电40W，18"彩电耗电65W，21"耗电70W，25"耗电80W，29"耗电100瓦……
而现代的大屏幕电视机所消耗的电能就更大了。一台35"CRT彩电的耗电大约在150瓦左右。一台37"液晶电视的耗电大约为200瓦，一台45"等离子彩电大约为300瓦。这些电视机的节能潜力就很大。
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。因为他们的输出功率高达几十瓦到几百瓦。而如果效率不高，消耗的电能也就非常可观了。
当然除了这些在黑色家电中的“用电大户”以外，还有很多“用电小户”，这些用电小户当然也需要实现节能。因为它们的品种太多，就不准备在这里仔细讨论了。
显象管彩电的主要节能措施：垂直偏转采用D类放大器
其实，显象管彩电的结构非常类似于电脑显示器，所不同的只是其信号输入的部分。而在显示部分是几乎完全相同的。所以其显示部分的节能措施是一样的。
显象管彩电的耗电主要是由屏幕大小决定的。从显象管本身来说，屏幕越大，阳极电压也就越高，耗电也就越大，这是无法解决的。同时屏幕越大所需要的偏转电流也就越大，从原理上来说，这也是必然的。然而在产生扫描锯齿波的电路上还是有很大潜力的。
目前几乎所有的显象管都采用了磁偏转技术，这种磁偏转要求在偏转线圈里有一个很大的锯齿波电流。显象管越大，偏转角越大，所要求的偏转电流也就越大。这就要求采用一个偏转电流放大器来放大这个偏转锯齿波。
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类偏转放大器的效率很低。通常只有20-30%左右。很大的一部分功率都白白浪费掉了。因而这种AB类的放大器需要很大的散热器来耗散热量。
现在出现了一种新型的D类放大器，这种放大器使功率晶体管只工作在开关状态，就能把模拟信号放大，所以能够达到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，本来的AB类偏转放大器需要6.94W，而采用D类偏转放大器以后就只要2.94W，节约了4W功率。而另一个更大的垂直偏转电路，原来需要10.8W，采用D类放大器以后，就只需要4.6W，节省了6.2W。所以，平均来说，在垂直偏转里采用D类放大器以后，可以节约5W左右。
虽然5W不是一个很大的数字，但是因为采用显象管的电视机和显示器的装机容量很大，所以积累起来的数量就很大。据估计，目前国内采用显象管的电脑显示器数量有4000万台，而采用显象管的电视机数量则达到4亿台，总数达到4.4亿台。以平均每天使用3小时计算，每年可以节约24亿度电，其数字是十分可观的。
功率音频放大器的节电
所有的电视机都有音频放大器，而现在几乎所有的家用电脑也都配备了多媒体音箱。其功率大多数在10W以上。目前，几乎所有的音频功率放大器都采用了AB类放大器。同样，这种功率放大器也可以用D类放大器来取代。音频放大器和锯齿波放大器有所不同，它所放大的不是固定的锯齿波，而是语音和音乐信号。这类信号，尤其是音乐信号，它大多数时间是在小信号的区间。在小信号区域内，D类放大器的效率要比AB类放大器的效率高出很多。通常可以高出2-3倍。假定这个音频放大器所放大的音乐，其峰值比为10dB。也就是其有效值为峰值的1/10。在这种情况下，假定其峰值为10瓦，那么其有效值为1瓦。而AB类的总功率耗费就大约为3W，如果改成D类放大器以后，其总功率耗散就只有1.1瓦。大约要比AB类节省2瓦左右。假如我们仍然按和前面相同的数字计算，那么每年所节约电能约为9.6亿度，总共可以节约33.6亿度电。
液晶电视机的节能措施
液晶电视机最大的能耗是在显示屏的背光。因为液晶屏本身不发光，所以就要靠背光器件发光。目前大一点的液晶屏大多数采用冷阴极荧光管（CCFL）作为背光。它的发光效率比较高，通常可以达到60-80lm/W。但是由于它的色温比较低，所以它的彩色效果就比较差。通常只有NTSC的70-80%。而且它的更大的问题是环保问题，就是它含有水银。欧盟的RoHS已经规定了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。所以现在已经开始采用LED作为背光器件。小尺寸的液晶屏大都采用白色LED作为背光。而大尺寸的液晶屏则有人采用彩色LED作为背光，以达到更好的彩色效果。采用彩色LED以后其彩色可以达到NTSC的110%以上。
但是因为LED的发光效率目前还比较低，大约只有30-60lm/W，虽然要比白织灯高3-6倍，但只有CCFL的1/2。这就造成了这种彩色LED背光的电视机的总效率就很低。例如，Sony公司采用CCFL 的40寸WEGA液晶彩电，耗电为290W，而采用彩色LED作背光同样尺寸的液晶电视，耗电达到470W。为CCFL的1.6倍。46寸的彩色LED背光的液晶电视，其耗电更高达550W。这样大的耗电快要和白色家电的耗电篦美了。但是这种情况随着LED发光效率的提高，和采用“场顺序”技术而去掉滤色片光损耗，很快就会得到改善。例如最近三星公司开发出了一款采用“场顺序”的无滤色片RGB LED背光的32" LCD电视机。其分辨率为1366x768，亮度为500cd/m2，对比度为1000:1，色再现范围是NTSC的110%。消耗电力为82W，为传统方式之60%。最新的三星公司40"液晶电视，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，也低于显象管电视机的耗电。
此外，液晶电视机也需要音频放大器，所以采用D类放大器同样可以节省电源功耗。
等离子电视机的节能措施
等离子电视机的节能也是大有可为的。现在日本的先锋公司就开发了好几种节能措施。主要的措施如下：
· 开发新的荧光材料，提高发光效率。
· 利用他们开发的T字形电极、waffle rib结构、deep waffle rib结构和氙气高浓度密封技术，也可以提高PDP亮度和发光效率。
· 利用最新的高纯度结晶层（Crystal Emissive Layer），实现了2.2lm/W的发光效率。
采取以上措施以后，其总体耗电量将降低30%左右，将会接近100W的水平，从而可以和液晶相竞争。同样，等离子体电视机也需要音频放大器，如果采用D类放大器也能达到节能的效果。实际上，很多平板电视机都已经采用了D类放大器。
OLED电视机
最近OLED（有机发光二极管）技术有了很大的突破。过去OLED只能应用在1寸到3寸的小显示屏中。但是最近韩国三星公司展示了他们研发的40寸OLED电视机，它的厚度只有3厘米。彩色度可以达到NTSC的80%，亮度为200cd/m2，对比度达到1000:1，分辨率为1280x800，采用a-TFT技术生产。它的另一个最重要的特点是耗电只有80-100瓦，远远低于LCD和PDP的耗电。预计到2008年，它将占有平面电视机35%的市场份额。
电脑的节能
电脑的节能是一个非常复杂的问题。总的来说，电脑的CPU是耗能大户。虽然随着芯片的线宽变小，功耗会随之降低，但是CPU越做越复杂，晶体管数目越来越多，所以总功耗并没有降低很多。由于目前CPU完全被Intel独家所垄断。所以也没有什么外界可以左右它的节能措施，而只能从其它方面想办法。不过Intel最近也被迫参加“能源之星”，并保证今后的电脑要争取将功耗降低到原来的65%-70%，并必须具备休眠状态，在休眠状态时其功耗不超过15W。
电脑的另一个耗能大户是显示器。目前显示器已经从CRT转变为液晶屏。而液晶屏的节能措施也是采用LED作为背光源。它首先用于笔记本电脑，现在也开始应用至普通电脑显示器。台湾的奇美电子展出了一款14.1寸的WLED背光屏，其总耗电量不到2W，而采用CCFL的同样尺寸液晶屏，其耗电量为3W。节电50%，从而可以提高笔记本电脑的电池续航能力。
至于电脑所配备的音频放大器和多媒体音箱，采用D类放大器以后也可以节省可观的功耗。
汽车音响和家庭影院的节能
在汽车音响中，为了克服汽车和行驶中的噪音，采用了比较大功率的音频功放。而在家庭影院中,为了得到影院的音响效果，更需要加大音响的输出。这一类的音频功放往往输出几十瓦到几百瓦的功率。这样大的功率输出，其效率问题也显得特别重要。
现在中国已经正在走向汽车大国。中国现在汽车保有量为四千多万辆，到去年年底私人汽车拥有量为2500万辆。加上公家所拥有的汽车，不算货车在内，小汽车的总数超过两千万辆。所有这些汽车都有音响设备，其瓦数在十瓦到几十瓦之间。目前可以说全部是AB类放大器，如果全部改成D类放大器，每部车可以至少节省5瓦。总共可以节省十万千瓦。如果也按每天工作3小时，那么等效于每年节约1.1亿度电。当然因为汽车是烧油的，这种等效不一定合理，不过至少说明其节约也是相当可观的。
我国的家庭影院拥有量（户数百分比）虽然不是很大，但是因为人口的基数很大，所以绝对量也还是很大。2003年销售了210万台，比上一年增长10%。如果加上音响组合则达到380万台。2004年略有下降，仍然有大约250万台，2005年上半年接近100万台。总装机量超过1000万台。
假如所有的功率放大器都改成D类放大器，那么，平均每台可以节约大约20瓦以上，如果也按平均每天使用3小时计算，那么全年可以节约2.2亿度电。
其节约也是很可观的。
采用D类放大器和采用LED背光是节能的关键
因为黑色家电主要就是音频和视频。其音频和视频的信号处理部分耗电很低，而耗电最高的部分就是音频和视频的输出部分。音频输出就是推动喇叭的音频功率放大器，而提供足够亮度以供视频显示的就是液晶屏的背光。把这两部分的功耗省下来就可以节省大量的能耗。
对于音频功率放大器的节能措施主要就是采用D类功率放大器取代目前的AB类放大器。D类放大器之所以能够节省耗电主要是因为它的效率高。可以说过去的电源大多采用低效率的模拟线性电源，为了提高这部分的效率现在差不多已经全部改成了开关式电源。而现在的音频功率放大器大多数采用的还是低效率的模拟功放，现在也已经到了全部改用高效率的开关式D类放大器了！
综合以上所述，假如在黑色家电中全部改用高效率的D类放大器，那么，总共大约每年可以节约60.9亿度电。相当于一个69.5万千瓦中型发电厂的全年发电量。同样假如所有的液晶屏背光全部改成高效率的LED背光，也可以节省大量的电能。
制定强制性节能措施是实现黑色家电节能的关键
当然，要能够实现这样的节能，还必须全国上下，共同努力才行。首先要制定黑色家电的节能标准。现在，虽然我们已经有了国家发改委和国家质检总局联合制定的《能源效率标志管理办法》，但是还没有落实到黑色家电。黑色家电到现在还没有贴上由国家统一认证的能效等级标志。这是首先要解决的问题。同时，各个黑色家电生产厂家也一定要认真对待黑色家电的节能问题。同时，用户也要抵制没有节能标识的黑色家电。所以，这将是政府、生产厂家、消费者三方面共同努力的结果。我们希望在不久的将来，黑色家电也能够像白色家电一样，节能问题能够深入人心，使得前面提到的节能效果能够落实下来。
了解更多黑色家电的节能技术，请访问http://power-analog.com/articles05.htm，或联系：
龙鼎微电子（上海）有限公司
上海市徐汇区乐山路33号慧谷创业1号楼201室
电话：86-21-51556386 传真：86-21-51556385
邮编：200030
龙鼎微电子（深圳）办事处
深圳市福田区华强北路群星广场A座2318-2319
电话：86-755-83747641 传真：0755-83747650
邮编：518000
