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如何更好地挑戰(zhàn)電源0.1W待機功耗需求

作者: 時間:2011-11-27 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
隨著全球氣候日益變暖,節(jié)能減排已排在各國政府工作重中之重,特別是和日常生活息息相關(guān)的電子行業(yè),更是被置于風(fēng)口浪尖,在歐美市場,功耗已經(jīng)和安規(guī),EMI一起成為電子產(chǎn)品銷往這個市場的通行證,并且不斷地要求降功耗值,這一舉措,意義深遠?!案咝?,功耗”已成為廣大電子產(chǎn)品開發(fā)工作者在產(chǎn)品開發(fā)中必須考慮的重要因素之一,做為電子產(chǎn)品的心臟,電源電路部分在這項高效低損的革命中,一次一次地被賦予最為關(guān)健的使命,特別是在電子產(chǎn)品進入待機狀態(tài)后,其它部分電路都進入關(guān)閉或者休眠狀態(tài),電源電路在這個時候本身工作時所產(chǎn)生的損耗,在整個系統(tǒng)的損耗中占據(jù)很大的份額,其地位舉足輕重,所以從最初國際能源組織的對電源待機功耗無要求,到后來的要求少于1W,再到現(xiàn)在的0.3W,步步為營,事實證明,要求電源待機功耗小于0.1W的時代即將來臨。為了實現(xiàn)電源低待機功耗的要求,半導(dǎo)體廠商和電源工程師們從未停止過努力,半導(dǎo)體廠商不斷的改進工藝,電源工程師不斷的優(yōu)化電源系統(tǒng),但是努力之后,總會進入山窮水盡的境地,圖1是一個電源的標(biāo)準線路圖,當(dāng)我們使盡渾身解數(shù)后,發(fā)現(xiàn)整個電路中元器件不能再省,電路不能再優(yōu)化時,我們還有其它新的辦法嗎?

電源的標(biāo)準線路圖

圖1 電源的標(biāo)準線路圖

  如圖1虛線所圈部分,這是一個電源的EMI濾波電路,在這個電路中,請注意一下X電容C1上面并聯(lián)的兩個電阻,這兩個電阻是起什么作用呢?電容是可以存儲電能的產(chǎn)品,當(dāng)我們電源接通交流電后,交流電會對C1充電,被充電后的電容存儲著電量,當(dāng)我們把電源插頭從上拔出后,這個電量仍然存在于電容中,這個電容的兩端直接與電源插頭的兩個腳相連,換言之,如果這里人體不慎碰到插頭的兩個腳,就會被電容上的電量觸電,所以安規(guī)中強制規(guī)定,這個電容上的電量必須在被拔除后一定的時間泄放完,所以這兩個電阻在這里起放電作用,是萬萬不能省的,但是這兩個電阻直接與相連,也就是說,在電源進入待機狀態(tài)后時,這兩個電阻在消耗著能量,它上面的損耗有多大呢?圖2中列出了跟不同X 電容匹配的電阻所生的損耗,X電容越大,放電電阻越小,其損耗就越大,結(jié)果顯示,這個放電電阻上面有幾十mW到幾百mW的損耗,再加上其它元器件上的損耗,整機小于0.1W的目標(biāo)淪為了天方夜談。

圖2

圖2

  如果說在這兩個電阻上串一個智能開關(guān),如圖3 所示,切斷時開關(guān)吸合,從而把兩個電阻連起來,快速泄放走X電容的電荷,而接上交流電源時開關(guān)切斷,從而把兩個電阻斷開,讓這時兩個電阻上沒有電流流過,實現(xiàn)零損耗,不是一個兩全齊美的好方法嗎?

圖3

圖3

  電源半導(dǎo)體先驅(qū),打造綠色環(huán)保IC的創(chuàng)導(dǎo)者和領(lǐng)導(dǎo)者,美國PI公司把這一個電源工程師的想法變成了一個產(chǎn)品,被命名為Cap Zero,圖3為其等效電路圖,圖4為其內(nèi)部電路圖,圖5為其實物圖,從圖4中可以看出,它由檢測控制電路和開關(guān)電路組成,檢測控制電實時檢測著X電容兩端的交流電壓(即上的交流電壓),當(dāng)X電容兩端電壓存在時,檢測控制電路會保持相應(yīng)的信號讓開關(guān)電路保持關(guān)閉狀態(tài),反之,則開通。因為設(shè)計者不再擔(dān)心X電容放電電阻的損耗,所以設(shè)計者可以選用更大的X 電容,減小差模電感,這讓設(shè)計者在設(shè)計EMI 電路時有更多的組合方案和改進空間。

內(nèi)部電路圖

圖4 內(nèi)部電路圖

如何更好地挑戰(zhàn)電源0.1W待機功耗需求

圖5

  目前這一產(chǎn)品為SO-8的封裝,電源設(shè)計者無須做任何調(diào)試,只需要在PCB板上LAYOUT上這個封裝,需要時裝上去,不需要時用Jump短路即可,簡單易操作,可靠實用。Cap Zero的出現(xiàn),在電源設(shè)計者挑戰(zhàn)電源0.1W待機功耗的征程中,無疑又留下了光輝的一筆。



關(guān)鍵詞: 交流電源 低待機 電源插座

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