超低功耗开关电源零空载功耗的设计实现

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现在，很多消费类产品oem制造商所出产的电子装备都存在超低待机功耗，但真正的目标仍是要尽可能地濒临零功耗。power integrations新推出的两款高压mosfet可以辅助设计师将电路中的耗能元件隔分开，从而达到优化设计和实现零空载功耗的目标。k4h昆明网-www.kmw.cc
消除待机功率k4h昆明网-www.kmw.cc
此类电量的节俭会对全部国度的发电站装备请求发生直接影响，并且，它已成为各监管机构所公布的能效法规中的要害内容。以电视机接受器为例，包含能源之星跟欧盟生态标签(eu eco-label)在内的众多能效当初都将最大待机功耗划定为1瓦。作为其节能打算的组成局部，欧盟委员会已针对用能产品(eup)的待机跟关断模式损耗颁布了用能产品指令lot 6。lot 6于2009年初生效，其要求比以往更为严厉。自2010年起，新产品的待机功耗必需低于1瓦。到2011年，详细数值将进一步减小，输出功率≤ 51w的适配器将降至300mw，输出功率 51w的适配器将降至500mw。008年，在eup lot 6定稿时，所设定的目的值濒临当时最佳可行技巧所能到达的最高程度。然而，跟着开关电源ic 的疾速发展，待机功耗程度当初已远远低于当时的划定限值。很多花费类著名品牌的公司都意识到了这一情形，他们请求的功耗特征都远远高于各项国家尺度。例如，多家大型电视机及显示器oem制作商都已设定了100mw的最大待机功耗限值，盘算机范畴的一些oem制作商已设定了更低的30mw待机功耗限值。这些限值都大大低于国度能效法规的要求。k4h昆明网-www.kmw.cc
设计超低功耗的k4h昆明网-www.kmw.cc
现在的开关电源掌握器ic已达到相称进步的水平，设计周到，足以满意待机功耗标准。电源设计师只要遵守应用指南即可取得可接收的设计。但要想使待机功耗到达标准的非常之一或更低，则需要更加关注细节。必须对每个电源元件进行优化，使每次调剂都能节省必定的功耗。图1所示为典型反激式开关电源设计中需要优化的区域。k4h昆明网-www.kmw.cc
这款20w电源(der-188)可以在0.3w输入功率下供给0.2w的待机输出功率，在230vac下的空载功耗极低，小于100mw。然而，如果要进一步降低待机功率，使其尽可能靠近零，该怎么办呢k4h昆明网-www.kmw.cc
首先会想到的元件是输入滤波器。该元件始终与市电电源直接相连，因而这里的任何电流消耗都必须清除。电阻r1和r2也比拟凸起，由于它们直接跨接在输入两端，且与x电容c1并联。假如电源已断电，断开霎时的市电电压会保存为电容中的直流电荷，因而存在于电源插头引脚。因为存在潜在的电击危险，安规机构规定电容值高于100nf的电容的主动放电时光常数必须小于1秒。电阻r1和r2的作用就是对电容c1进行放电。这两个电阻通常以串联方法衔接，以便达到安规机构的单点故障测试要求。k4h昆明网-www.kmw.cc
从功率估算的角度来看，这些电阻的存在是极不合适的，由于无论电源是否工作，它们都会连续消耗功率。在所示的应用中，输入滤波器使用100nf的电容c1设计而成，因此不需要使用这些电阻。但增大电容容量有很大的好处：可以相应减小扼流圈l1，从而节省尺寸、分量和本钱。但对于1μf的电容来说，r1和r2的总值将必须达到1m的最大值。在230vac输入下，电阻将连续消耗53mw的功率。k4h昆明网-www.kmw.cc
消除电流消耗k4h昆明网-www.kmw.cc
要想实现待机电流靠近零的目的，就必须找到能打消r1和r2持续电流耗费的解决计划。power integrations新推出的capzero ic可以轻松实现这一点。图2所示为capzero在典范利用中的应用情况。k4h昆明网-www.kmw.cc
每款capzero器件均采取集成ac损耗检测器和背靠背mosfet的so-8封装。当存在ac输入电压时，capzero坚持封闭状况，拦阻电流进入放电通路，排除功率损耗。ac电压消。 开关电源 产品高品质,高安全性,高稳定性，质量好价格合理。散后，capzero开启，接通电阻，容许输入滤波电容放电。capzero通过ac线路自行供电，在230 vac输入时功耗低于5 mw。k4h昆明网-www.kmw.cc
capzero有两种电压等级(825v和1kv)和八个电流额外值(从0.25ma到 2.5ma)。在直接跨接市电电源的情况下，capzero的高压浪涌抵御才能显得至关主要。在大部门。 USB充电器 汇聚海量商机信息,提供便捷在线交易!花费类产品运用中，825v capzero器件可以与金属氧化物压敏电阻(mov)一起应用。对浪涌要求高达3kv的应用，可以将1kv capzero器件与mov配合使用。k4h昆明网-www.kmw.cc
capzero能够有效隔离电阻r1和r2，使设计师可能自在优化c1、l1和其余输入滤波元件的值。在增大x电容值同时不增添功耗的情形下，可以进一步减小共模/差模扼流圈的值， 电源适配器 获国际认证,产品流畅美观,适应现代生活的需求!甚至省去此类元件。这样不仅能节俭空间和本钱，而且还能够进步电源效力。k4h昆明网-www.kmw.cc
在打消市电输入的电流消费之后，接下来须要排除电路中的那些即便在待机状况下也会持续耗费功率的其余元件的电流消费。在较高功率利用中，在高压母线与功率因数校订(pfc)和dc/dc转换器的电源节制器之间可能存在多条信号通路。例如包括pfc体系中衔接升压把持器的前馈或反馈信号通路，以及双开关正向 /llc/半桥和全桥转换器中的前馈信号通路。pi的第二款新产品是senzero，它可以在不须要这些信号通路时将它们隔离，从而清除不用要的功率损耗。senzero的典范运用如图4所示。k4h昆明网-www.kmw.cc
在该应用中，内部栅极驱动和维护电路在检测到vcc引脚电压后，向内部的650 v mosfet供给栅极驱动信号。这种简略配置将体系vcc母线用作senzero的输入端，可轻松集成到现有系统中。vcc母线在电源进入待机模式后关断，从而关断senzero器件的mosfet，使每个通路中的功耗大幅下降到500 μw以下。k4h昆明网-www.kmw.cc
通过使用像capzero 和senzero这样的翻新器件，电源设计师即可大幅下降空载和待机模式下的功耗水平。假如主流电源采取这些待机功耗亲近于零的设计，那么它们在出产起来也会变得经济可行。对欧盟委员会来说，实现在2020年之前将欧盟待机耗电量简直降低75%的目标是一件十分轻易的事件。k4h昆明网-www.kmw.cc
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