零待机功耗技术能否实现?

5年前，当很多厂商提出要将待机功耗降为1W以下时，很多人惊呼为不可实现的“神话”!不过最后，这个所谓的“神话”最终变为现实，现在，一些厂商开始向零待机功耗发起冲击，相信这个技术将会再次刷新我们对待机功耗的理解。

　　在2011 IIC-China上，PI公司展示了两款零待机功耗解决方案，其中一款是基于其集成离线式开关IC - LinkZero-AX的零待机功耗方案，吸引了很多整机设计工程师。我们都知道，电子产品在待机时一般都是主电源不工作，而辅助电源处于工作状态，PI的LinkZero-AX采用了一种新的断电模式，可在电源空载时有效关断辅助电源。断电模式可由微控制器获取的信号触发，它可以完全关断开关操作和内部开关控制电路，从而消除这些不需要的功能所浪费的能量。在断电模式下，LinkZero-AX并没有终止工作，通过复位脉冲或按键操作即可将IC唤醒。

　　“其实这里提出的零待机功耗并非完全待机功耗为零，只是待机功耗降低到非常低的水平，一般10毫瓦的待机功耗可以测出，但到了10毫瓦以下，测量都很困难，所以可以称为零功耗!” Power Integrations市场营销副总裁Doug Bailey指出。实际测量表明，LinkZero-AX能将高功率消费类产品及电器的待机功耗降低至4 mW，甚至接近零瓦。(按照IEC 62301第4.5条规定，低于5 mW的待机功率视为零功耗。)

　　随着节能环保成为共识，更低的待机功耗技术也受到消费者的重视，据了解，电器产品在待机时所消耗的电能，已经成为一种严重的能源浪费。据中国节能产品认证中心调查发现，一个城市家庭中有待机功能的家用电器有将近10余种，每月平均待机功耗在15-30瓦之间，这个数字占到家庭电力消耗的10%左右。也就是说，每个月你支付的电费里面，有一成是为待机买单，所以节能技术还有深挖的潜力。

　　“另一种待机现象是充电器。例如，手机充电器一般在充满电后，很多用户没有及时断电，导致充电器在待机状态继续消耗电流。” Doug强调，“采用了我们的方案后，可以杜绝这样的现象发生。”针对这种零待机需求，PI推出了LinkZero-LP 产品，它适合充电器和适配器。LinkZero-LP采用了新的控制技术，能使器件自动进入空载模式并可以从空载模式中被唤醒，而空载功耗也是4 mW ――这远低于IEC规定的零空载功耗标准。

　　“LinkZero-LP可以自动监测负载，当负载去除后进入断电模式，再次施加负载后自动重新激活。”Doug指出，“另外，其启动及工作时的IC供电直接来自于漏极引脚，无需使用启动电路。通过内部振荡频率的抖动大大降低了准峰值和平均值的EMI，从而降低滤波器成本。”

　　目前，PI提供小功率零待机方案，如下图所示。

图1 PI 2.1W CC/CV充电器方案，基于PI LinkZero-LP器件，待机功耗接近于0

图2 PI 1.5W非隔离式反激式电源，待机功耗接近于0

　　Doug 透露PI将来会从两个方向发展零待机功耗产品，一个方向是进一步降低待机功耗，向真正的“零功耗”发展，另一个方向是将产品适用领域扩展到更高功率产品，例如白家电、大型电器设备等等。由于平板数字电视日益普及，其开机需要时间，加上很多用户已经知道开机瞬态电流对家电的损害非常大，所以很多中国用户不再采用CRT电视时代使用的直接断电的模式，而是让电器处于待机状态，这样的使用习惯急需零待机功耗产品的面世。

　　现在，除了PI，飞兆半导体、NXP等公司也开始推出零待机功耗产品。相信在不久的将来，零待机功耗电器将迎来普及的时代。

　　背景知识：开关电源待机功耗机理分析

　　目前，大多数100W以下的电子设备，如电源适配器、充电器、无绳电话、ADSL路由器、LCD显示器和DVD等等，都是采用离线反激式开关电路，将电网提供的85V～275V交流电转换为电子设备所需要的直流电压。正常工作状态下，反激式开关电源的损耗主要包括导通损耗和开关损耗，以及控制电路的损耗。待机状态下，由于系统的输出电流接近于零，导通损耗可以忽略，开关损耗和控制电路的损耗成为主要的系统待机功耗。降低待机功耗，应着眼于开关损耗和控制电路的损耗的降低。