实现白色家电的零待机功耗——电源管理IC的最新进展可帮助设计师实现最低待机功耗

摘要：  人们普遍赞同，实现零待机功耗是一个值得追求的目标。近期的研究表明，待机功耗在全部住宅用电量中最高可占到10%。在过去几年中，有多项节能计划(包括能源之星、欧盟行为准则和生态设计指令)试图让人们认识到降低待机能耗的重要性。

关键字：  零待机功耗，  能源之星，  白色家电，  电源效率，  LinkZeroä-AX

人们普遍赞同，实现零待机功耗是一个值得追求的目标。近期的研究表明，待机功耗在全部住宅用电量中最高可占到10%。在过去几年中，有多项节能计划(包括能源之星、欧盟行为准则和生态设计指令)试图让人们认识到降低待机能耗的重要性。

随着电源效率在全球范围受到日益广泛的关注，白色家电制造商乐意在市场营销中宣称其产品可在待机模式下提供零功耗，这一点已不足为奇。但是，如何准确定义零待机功耗一直都是一项挑战。在任何设计中，都会不可避免地存在一些漏电流。因此，设计师们一直面临的问题是：可将待机电流水平视为近乎零的阈值应该为多少?

在过去几年中，人们开始逐渐形成这样的共识：围绕IEC 63201中的规范要求来定义零待机电流。IEC标准第4.5节用作功率测试程序的指导准则，其中规定测量精度应为0.01 W (10 mW)。因此，任何<5 mW的测量值都必须近似为0.00 W。这一规范已为手机和其他电池供电系统制造商所普遍接受，但大型系统(如白色家电)开发商通常无法达到如此低的电流水平。这样一来，他们采取的标准是将小数位向右移一位。因此，举例来说，洗衣机中任何<50 mW或等于0.0 W的待机功耗现在都可视为近乎零。

新功能

实现零待机功耗其实也很简单，用户只需在系统不用时将插头从交流电源拔下就可以了。但依靠用户这样做是不现实的。制造商更愿意开发出能在不会为用户带来不便或影响系统功能的情况下达到同一结果的解决方案。

为实现这一目标，设计师需要将新功能集成到系统中。干衣机、洗衣机和咖啡机等家用电器通常都需要用户输入一些指令或执行一些操作，以便将系统从待机状态中唤醒。一些早期零待机解决方案是通过使用继电器和手动开关来实现的，但这些方法往往体积过于庞大或成本过高，因此无法大范围应用。

为简化该功能的实现并降低待机功耗(即使输入电压仍接通)，电压管理IC制造商近期开始推出集成离线式开关IC，以帮助设计师实现0.00 W待机能耗。此类器件之一就是Power Integrations的LinkZeroä-AX(图1)，它采用创新的断电模式，可在产品不用时关断辅助电源，其中包括开关模式工作和内部开关控制电路。

LinkZero-AX器件在反馈(FB)引脚被拉高至少2.5 ms后会进入断电(PD)模式。在任务结束时(如洗衣机洗衣周期结束时)，通常会产生一个所谓的“自杀信号”，该信号由系统微控制器发送给离线开关IC，告诉它关断电源。进入PD模式后，该离线开关IC的功耗<4 mW。在这种情况下，芯片表现为非激活状态，但通过漏极(D)和旁路/多功能(BP/M)之间的内部稳压器电路吸收非常小量的电流，仍在BP/M引脚维持一定的电压。该电流可使芯片保持激活，等待唤醒信号指示它重新打开辅助电源。唤醒信号通常通过一个机械按钮开关或电容耦合开关施加。收到信号后，IC立即给系统微控制器上电，电器进入工作就绪状态。