零待机功耗技术
TI再创新技术!业界最低待机功耗LLC谐振电源控制器问世
TI再创新技术！业界最低待机功耗LLC谐振电源控
制器问世
电源网讯2017年10月24日上午，德州仪器（Texas Instruments，NASDAQ：TXN）（以下简称TI）在北京皇冠假日酒店召开“德州仪器实现低待机功耗的新突破”说明会，发布TI新一代高效LLC谐振控制器
UCC256301。
TI大功率电源控制器产品线应用经理唐华先生（Frank, Tang）针对新型LLC谐振控制器在会上进行说明，并为最新的电源管理技术进行详细介绍，探讨其技术及相关市场应用。
随着科学技术的不断发展，电子设备变得更快、更薄，功能更强大，这对于嵌入在电子设备中的电源系统的要求也越来越高，市场迫切需要低耗能、对电网影响小的高性能设备以实现绿色电网的需求。
唐华先生表示：“全球的耗电量每年都在增加，待机的设备消耗的电量相当于50个大型电厂的年发电总量，降低待机功耗迫在眉睫。
”TI根据市场需求设计定义的最新一代LLC 谐振控制器UCC256301，能实现业界最低的待机功耗以及更长的系统寿命，而且使用此芯片的电源系统可得到优异的空载效率。
同时此芯片还拥有高集成度，使电源系统的设计变得非常简洁。
UCC256301 芯片的优异性能
我们都知道，传统的LLC控制器都是使用直接频率的控制方式，在输出功率比较大时，开关频率比较低；在输出功率比较小时，开关频率会非常高。
为了解决轻载时很难得到好的效率值的问题，TI新推出的LLC谐振控制器UCC256301使用了突发模式(BurstMode)。
低功耗电路设计中的待机功耗优化方法
低功耗电路设计中的待机功耗优化方法低功耗电路设计在现代电子设备中扮演着重要的角色，特别是在移动设备和无线传感器网络中。
其中，待机功耗是一个关键指标，因为设备在待机状态下所消耗的功率会影响电池的续航时间。
因此，优化待机功耗是低功耗电路设计中的一个关键挑战。
在这篇文章中，我们将讨论一些常用的待机功耗优化方法。
首先，降低静态功耗是优化待机功耗的关键一步。
静态功耗是指在设备处于待机状态时由于器件本身特性导致的功耗，例如晶体管的漏电流。
为了降低静态功耗，可以采用以下方法：增加器件的阻抗、采用低功耗工艺、减小器件的尺寸、使用低功耗电源管理技术等。
此外，采用电源门控器件和氧化物层深深偏置电路也可以有效降低静态功耗。
其次，优化时钟电路是降低待机功耗的另一个关键因素。
时钟电路负责控制电路的运行时钟频率和时序，然而过高的时钟频率会导致功耗的增加。
因此，需要通过合理设计时钟分配方案、采用低功耗时钟方案和调节时钟频率等方法来降低时钟电路的功耗。
另外，适当设计功耗管理电路也是优化待机功耗的关键一环。
功耗管理电路可以有效地监控和控制电路的功耗，包括在设备处于待机状态下切断或减小功耗较高的模块以降低总功耗等。
常用的功耗管理技术包括功率门控、节电模式、动态电压和频率调节等。
通过合理设计功耗管理电路，可以显著降低待机功耗。
此外，在低功耗电路设计中还可以使用一些其他方法来优化待机功耗，例如采用低功耗器件、降低电路复杂度、减小供电电压、使用高效能源存储技术等。
这些方法虽然各有优劣，但都可以在一定程度上降低待机功耗，提高设备的续航时间。
综上所述，低功耗电路设计中的待机功耗优化方法涉及多个方面，包括降低静态功耗、优化时钟电路、设计功耗管理电路等。
通过合理运用这些方法，可以有效降低电路的待机功耗，提高设备的续航时间，从而使设备在更长时间内运行。
在未来的电子设备设计中，优化待机功耗将是一个不可忽视的重要环节。
nbiot 休眠功耗
nbiot 休眠功耗
NB-IoT是一种低功耗广域网技术，旨在为物联网设备提供长时间的电池寿命和广域覆盖。
在NB-IoT设备的休眠状态下，功耗通常非常低，这是因为设备只需维持最低限度的功能以保持连接，而无需执行任何数据传输或处理任务。
NB-IoT设备的休眠功耗取决于多个因素，包括芯片组、硬件设计、通信模块以及设备的休眠模式。
一般来说，NB-IoT设备在休眠状态下的功耗通常在微安级别，这使得设备能够在长时间内保持电池寿命。
此外，设备进入休眠状态后，可以通过预定的时间间隔唤醒以执行必要的通信任务，这有助于进一步降低整体功耗。
另外，设备的休眠功耗还受到网络条件和环境因素的影响。
在不同的网络覆盖范围和信号强度下，设备可能需要不同程度的功耗来维持连接或重新连接网络，因此在不同的使用场景下，休眠功耗可能会有所不同。
总的来说，NB-IoT设备在休眠状态下通常具有非常低的功耗，这使得其在物联网应用中能够实现长时间的稳定运行和电池寿命。
通过优化设备设计和休眠模式，可以进一步降低功耗，从而满足不同应用场景对电池寿命和功耗的需求。
利用零功耗CPLD来有效降低便携式应用的功耗
利用零功耗CPLD来有效降低便携式应用的功耗(WP-01042-1.0 2007年12月，1.0版)引言以前，人们认为“可编程逻辑”并不意味着“低功耗”。
然而，零功耗CPLD的出现改变了这一观点，这一技术使低功耗电子产品设计人员能够充分利用可编程逻辑的诸多优势。
现在，CPLD不但能胜任于一般应用，而且零功耗CPLD 还大大降低了便携式产品的总功耗。
通用CPLD应用第一组应用介绍了CPLD所胜任的功能。
虽然这些不是专门针对降低功耗的，但是，使用低功耗CPLD来实现这些功能对功耗有积极的影响。
例如，普通的CPLD功能是合并分立逻辑。
这节省了PCB空间，降低了材料(BOM)成本，减小了总功耗。
下面几节讨论一些常见的通用CPLD应用。
上电排序在很多产品中，各种器件的上电顺序非常重要，使得上电排序成为关键功能。
CPLD在系统上电几个毫秒内就开始工作，成为控制系统中各种器件上电排序的最佳选择，包括微处理器以及微控制器等(图1)。
上电排序还只是低功耗CPLD 能够完成的多种系统功能之一。
可编程逻辑的最大价值在于将多种功能在一个器件中实现。
图1. 使用CPLD进行上电排序电压电平转换很多产品都需要使用电压不同的各种逻辑器件。
为支持多电压应用，设计人员要经常连接不同电平的器件。
CPLD有大量的I/O，并分成多个块。
相应的为每个I/O块分配一个电压源。
因此，开发电平转换器只需要将一个块中一种电压的所有I/O分在一起，将相关的电压参考连接到这些I/O所需的电源上(图2)。
使用CPLD不但能够很好地完成电平转换，它更大的优势在于和电平转换相结合的可编程功能。
例如，如果某一应用需要LCD显示器，但主处理器并不支持这种显示器，而且电平不同，那么可以采用CPLD来实现主处理器和LCD显示器之间的电平转换时序控制功能。
图2. 使用Altera MAX IIZ CPLD进行电平转换通用I/O引脚扩展在很多情况下，CPLD是微控制器、ASSP和ASIC优异的辅助器件。
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零待机功耗技术
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
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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
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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。
上图给出反激式开关电源在待机状态下的主要损耗类型，其功率管开关损耗、驱动损耗、
变压器磁芯损耗、输出整流管反向恢复损耗以及缓冲器损耗都属 于开关损耗。各种类型的
开关损耗都与开关频率有关，降低开关频率可以减少开关损耗。控制电路的损耗主要表现为
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启动电阻上的损耗，而启动电阻的损耗直接与整 流后的直流母线电压和启动电阻数值有关。
在保证宽电压输入的工作条件下可以通过降低启动电流的方法来降低启动电阻损耗。