零待机功耗设计方案
遥控电器零功耗待机技术设计说明书
遥控电器零功耗待机技术设计说明书（节能减排大赛科技竞赛国家一等奖）设计者：游杰，段琪，蒋薇，宋涛，白坚实，徐兢浩，林轩池指导教师：杨国田（华北电力大学控制与计算机工程学院，北京市 102206）作品内容简介随着遥控家电电器的保有量剧增，电器待机能的浪费问题凸显出来，已为国际社会普遍关注。
降低家用电器待机能耗，对于节能减排、节能家庭用电开支具有重要意义。
作品通过分析家电待机功耗的来源，研究降低或消除待机功耗的途径，找到了解决待机功耗问题的方法。
开机时，采用触发源触发电路，由交流电路为开启动作提供能量，不需内部直流源。
待机时，利用信号补充交流关机电路，切断遥控板及主机的交流电连接，回归零功耗待机。
作品已设计出分离遥控开启功能的零功耗待机方案，并制作了无内置电源实物模型，能实现零功耗待机时遥控开启负载（交流开机），有功待机时正常直流开关机，以及遥控交流关机全过程，达到了预期的待机的零功耗。
关键词：零功耗待机功耗多级触发无内置联系人：杨国田联系电话： E-mail: ygt@1 研制背景及意义能源是经济发展的血脉。
进入21世纪，能源消耗比重的不断增大严重制约着全球经济的发展速度。
而作为能源重要形式的电能，在全球各个领域均居首要地位，全球各国纷纷采取节电措施，最大限度的利用电能、节约电能。
我国是一个电力资源严重不足的国家。
自2002年以来，国内供电形势一直比较紧张，电量缺口很大。
进入2004年以后，电力供应形势更加严峻，出现了24省区拉闸限电的局面。
仅2005年的前五个月，华东电网拉闸限电总量就超过56亿kWh，高峰电力缺口达到1800万千瓦，占最高需要量的20%。
随着电力的普及，即便接近亚洲市场的平均电力使用水平，也都会使中国的电力市场不堪重负。
“待机能耗”是指具有待机功能的电器设备在不使用的时候，没有断开电源所发生的电能消耗。
具有待机能耗的电器设备主要有空调、电脑与通讯系统(包括电脑主机、显示屏、电脑音响、打印机、扫描仪、充电器、路由器等)、家庭视频与音频系统(包括电视机、DVD、VCD、音响、功放、机顶盒、卫星接收器等)。
详解如何实现开关电源待机低功耗资料
详解如何实现开关电源待机低功耗1、引言随着能源效率和环保的日益重要，人们对开关电源待机效率期望越来越高，客户要求电源制造商提供的电源产品能满足BLUE ANGEL，ENERGY STAR， ENERGY 2000等绿色能源标准，而欧盟对开关电源的要求是：到2005年，额定功率为0.3W~15W，15W~50W和50W~75W的开关电源，待机功耗需分别小于0.3W，0.5W和0.75W。
而目前大多数开关电源由额定负载转入轻载和待机状态时，电源效率急剧下降，待机效率不能满足要求。
这就给电源设计工程师们提出了新的挑战。
2、开关电源功耗分析要减小开关电源待机损耗，提高待机效率，首先要分析开关电源损耗的构成。
以反激式电源为例，其工作损耗主要表现为：MOSFET导通损耗MOSFET寄生电容损耗开关交叠损耗，PWM控制器及其启动电阻损耗，输出整流管损耗，箝位保护电路损耗，反馈电路损耗等。
其中前三个损耗与频率成正比关系，即与单位时间内器件开关次数成正比。
在待机状态，主电路电流较小，MOSFET导通时间ton很小，电路工作在DCM模式，故相关的导通损耗，次级整流管损耗等较小，此时损耗主要由寄生电容损耗和开关交叠损耗和启动电阻损耗构成。
3、提高待机效率的方法根据损耗分析可知，切断启动电阻，降低开关频率，减小开关次数可减小待机损耗，提高待机效率。
具体的方法有：降低时钟频率;由高频工作模式切换至低频工作模式，如准谐振模式（Quasi Resonant，QR）切换至脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM），脉宽调制切换至脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation， PFM）;可控脉冲模式（Burst Mode）。
3.1 切断启动电阻对于反激式电源，启动后控制芯片由辅助绕组供电，启动电阻上压降为300V左右。
设启动电阻取值为47kΩ，消耗功率将近2W。
要改善待机效率，必须在启动后将该电阻通道切断。
零功耗待机显示器的设计与实现
零功耗待机显示器的设计与实现
董恒;林甲祥;钟连生;林志贤;魏丽芳
【期刊名称】《电视技术》
【年(卷),期】2015(39)13
【摘要】为实现待机显示器的零功耗,提出采用单片机控制继电器开关输入电源并且使用显卡输出电能为待机状态显示器供电的方法.根据显卡接口输出的电量,选用低功耗规格的芯片维持待机状态所需最小能量.然后设计电源电路的继电器开关电路和显示器的输入电源切换电路,通过功率测试仪器对电路系统性能进行验证.实验结果表明,利用显卡接口输出50 mA左右的微小电量能够满足显示设备在待机下的需求,从而实现显示器输入零功耗,满足各国功率法规等要求.
【总页数】4页(P122-124,148)
【作者】董恒;林甲祥;钟连生;林志贤;魏丽芳
【作者单位】福州大学物理与信息工程学院,福建福州350002;福建农林大学计算机与信息学院,福建福州350002;福州大学物理与信息工程学院,福建福州350002;福州大学物理与信息工程学院,福建福州350002;福建农林大学计算机与信息学院,福建福州350002
【正文语种】中文
【中图分类】TN949.1
【相关文献】
1.具有低空载待机功耗的LCD显示器电源 [J], Andrew Smith
2.零待机功耗节能插座的设计和实现 [J], 刘鑫豪;常振业;刘佳伟;夏浩然;刘兴云
3.家电制造商的福音,罗姆过零检测IC可将待机功耗降至0.01W [J], 单祥茹
4.ROHM:首创过零检测IC,降低家电待机功耗
——适合带Wi-Fi、始终通电的白电和黑电产品 [J], 王莹
5.ROHM推无需光耦即可过零检测的IC 助力降低白色家电待机功耗 [J],
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信息终端的关机“零”功耗设计方案与应用
26通信与广播电视2019年第4期信息终端的关机“零”功耗设计方案与应用严纬华*庄东曙'摘要常用智能终端及家电设备，如PAD、电视机、机顶盒等，通常都存在一定的 关机功耗，如PC机、电视机关机功耗可达数瓦，d、一些的智能终端也达数百数十毫瓦。
常年累月，白白浪费掉的能源不可估量。
本文介绍设计一种待机微功耗电路 设计与应用，解决通常关机待机功耗问题，且具有通用性，是目前实现节能减排增 效的一种有效技术手段。
关键词：待机功耗电源嵌入式处理器工控板Design and Application of Zero Power Consumption forInformation Terminal ShutdownYan Weihua Zhuang Dongshu Huang JieAbstractThe often-used sm art terminals and home appliances including PAD,TV and set-top boxhave off-state power consumption.For example,the power dissipation at shutdown for PCand TV m ay reach several watts,and this figure is approximate hundreds or tens of milliwatts for small sm art terminals.The wasted energy for years is immeasurable.This papergives the design and application of an ultra-low power standby circuit,which can solvethe problem of power consumption in standby and off-state.It is a common and effectivetechnical means for energy saving and emission reduction.Key words：Standby Power consumption Power source Embedded Processor Industrial control board一、引言通常一些电子设备，如PC机、工控机、电视机、机顶盒，甚至PAD、手机等掌上智能 电子设备，随着时代进步，日趋智能化，在开关机方面也日益体现更加友好的人机交互方*作者系南京熊猫通信科技有限公司高工* *作者系南京熊猫通信科技有限公司高工* * *作者系南京熊猫通信科技有限公司高工2019年第4期通信与广播电视27式，如开关机采用一键轻触式，以往机械式的一去不复返。
待机功耗很低的DVD开关电源设计
前言在目前世界能源供应日趋紧张，要求节能的呼声日益高涨的背景下，DVD作为一大块消费电子类产品的节能也不可避免的提到日程上来。
安森美半导体所提出的DVD电源方案，既能符合最严格的待机功耗标准，而且也不会带来成本上涨的忧虑。
本文介绍如何应用NCP1200P40来设计一个全范围输入，电路简单，所需外围器件少，成本低的DVD电源(如图一所示)。
图1工作原理一、正常模式开机启动时，NCP1200由二极管D218从交流侧供电，经过IC8脚向电容C207以4mA速率充电。
在Vcc电压达到11.4V时，NCP1200 开始工作。
(此工作状态称为动态自供电DSS，为安森美公司专利技术)工作状态建立以后，IC供电将由辅助绕组通过D207、R203供电，切断内部启动电流源，在最大程度上减小电源的损耗。
在这里，安森美公司为客户不同要求提供了很大的灵活性，高压供电可从交流侧接二极管，也可从高压端直接接NCP1200八脚。
从高压端直接接到八脚，整流电压400V，充电电流4mA，Cvcc典型值10uF，充电时间计算为5ms，IC损耗和驱动MOS管电流我们设为1.5mA，因此下降时间为13.3ms，总损耗为400X4mAX5ms/(5ms+13.3ms) =437mW。
从交流側接二极管，第八脚的平均电压变为2XVacmax/(，损耗更下降为278mW。
我们还可以接一个辅助绕组把VCC电压抬高到高于11.4V，自动切断内部启动电流源，集成电路将完全由这一绕组供电，这样损耗将进一步下降(要确保VCC电压不能高于16V，可在辅助绕组处串联一个电阻解决，如应用原理图)。
这里要强调一点，NCP1200可以在不需辅助绕组情况下正常工作。
这只取决于客户的应用要求。
采用NCP1200设计的DVD开关电源所需的外围器件非常少，不仅为客户设计更小的DVD 电源提供了方便，还降低了成本。
将更多的功能模块集中在IC里，将提高系统的稳定性。
下图为正常工作时的Vds波形。
一种低功耗的二线制、零待机触摸开关
一种低功耗的二线制、零待机触摸开关一种低功耗的二线制、零待机触摸开关最近笔者设计了二线制、零待机功耗的触摸开关。
该开关在待机(灯灭)时，完全不消耗电能，有利于环保。
且灵敏度高、工作可靠、成本低。
可取代现有普通触摸开关。
详细电路见附图。
该开关的电路由控制电路、开态供电电路和电子开关等组成。
开态供电电路和电子开关电路由VD1-VD9、VS和C1组成。
其中VD5～VD8串联在VS的K极和地之间。
因为PN结存在正向压降，当VS导通后，灯泡的电流将会在VS的G极和地之间产生3.5V左右(5个PN 结)的电压，此电压经VD9对C1充电，这样C1便可为控制电路提供稳定持续工作电压。
VD9是起隔离作用，防止C1上的电压直接经VS、R2形成回路，使VS无法关断。
下面介绍一下电路的工作原理。
220V交流电经VD1～VD4整流后变为直流电，供电路使用。
从图中可以看出，电源没有为控制电路提供待机电压。
在VS关断(关灯)状态，整个电路不消耗电能。
当用手触摸金属片A时，人体的电流一路通过R1加到VT1基极．使VT1导通，220V直流电经VT1、VD9、C1形成回路，C1迅速被充电。
A点电压随着C1上的电压上升而上升，当A点电压大于VS的G、K极导通电压时，VS经R2获得触发电压被触发导通，灯泡被点亮。
VS导通后，灯泡的电流在VS的G极和地之间，产生3.5V左右的电压，此电压经VD9对C1充电，电压继续上升，IC(IC接成双稳态电路)得电工作。
人体的电流另一路经R3加到VT2基极，使VT2导通，IC的②、⑥脚经C2获得低电平，使③脚输出正(即IC在刚通电时输出为正)，此正电经R4加到VS的G极。
这样VS便可继续获得触发电压，可继续导通，C1可继续为电路提供电压，电路自锁。
这时可将手拿开。
开关可自己维持导通。
在开关导通后的几秒钟之内，C2将被充满电，VT3随之导通，将VT1的输入切断，为关灯作好准备。
当再次触摸金属片时，VT1不通，VT2导通，C2上的高电平经VT2加到IC的②、⑥脚，使③脚的输出反转，由正变为负，VS失去触发电压自行关断，灯泡熄灭。
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。
低功耗电源方案
低功耗电源方案引言在如今物联网和便携设备的蓬勃发展下，节能和低功耗成为了电子产品设计的重要考量。
低功耗电源方案是一种能够有效提高设备续航时间和降低能耗的技术方案。
本文将介绍几种常见的低功耗电源方案，以帮助读者了解它们的原理和应用场景。
1. 技术方案一：休眠模式休眠模式是一种常见的用于降低设备功耗的技术方案。
当设备处于休眠模式时，大部分硬件和功能都被关闭或处于低功耗状态，只有核心功能保持运行。
这样能够大幅度降低设备的功耗，延长电池的使用寿命。
休眠模式需要设备具备唤醒功能，当外部事件触发时，设备能够迅速地从休眠状态恢复到正常工作模式。
常见的唤醒方式包括定时唤醒、外部中断唤醒和触摸唤醒等。
在硬件设计上，需要选择低功耗的微控制器（MCU）或系统级芯片（SoC）。
这些芯片通常具有较低的功耗特性，在休眠模式下只需几微安的电流。
同时，需要在软件层面上针对休眠模式进行优化，最大限度地降低功耗。
休眠模式适用于一些周期性任务或对实时性要求不高的应用，例如智能家居中的温度监测、安防监控设备等。
2. 技术方案二：偏移消除与噪声滤波在电源供应过程中，常常伴随着一些干扰和噪声。
这些噪声会影响设备的正常工作和增加功耗。
因此，采取偏移消除和噪声滤波的技术方案是一种有效降低功耗的方法。
偏移消除一般采用运算放大器（Op-Amp）和反馈电路来消除直流偏移。
通过设计合适的反馈回路，设备的功耗可以得到降低。
噪声滤波可采用滤波器来减少输入信号中的噪声。
常用的滤波器类型包括低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器等。
通过选择合适的滤波器参数，可以过滤掉噪声信号，降低功耗。
偏移消除与噪声滤波适用于对输入信号要求高精度的应用，如传感器测量、仪器仪表等。
3. 技术方案三：能量回收能量回收是一种将设备产生的废弃能量再利用的技术方案。
常见的能量回收方法包括热能回收、光能回收和振动能回收等。
热能回收适用于大部分电子设备，尤其是那些需要散热的设备。
通过热能转换器，将设备产生的热能转化为电能，从而降低额外的功耗。
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零待机功耗设计方案
2013年3月5日来源:大比特半导体器件网
在2011 II C-Ch ina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I C - Lin k Zer o-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Link Ze ro-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，Lin k Ze ro-AX并没有终止工作，通过复位脉冲或按键操作即可将I C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!” P ow e r In t eg ra t io ns市场营销副总裁D o ug Ba ile y指出。
实际测量表明，Lin k Ze ro-AX能将高功率消费类产品及电器的待机功耗降低至4 m W，甚至接近零瓦。
(按照I EC 62301第 4.5条规定，低于 5 m W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。
” D ou g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Lin k Zer o-LP产品，它适合充电器和适配器。
Link Ze ro-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 m W ――这远低于I EC规定的零空载功耗标准。
“Lin k Ze r o-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。
”D ou g指出，“另外，其启动及工作时的I C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，P I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 Lin k Zer o-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
D o u g 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、N XP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、AD S L路由器、LCD显示器和D VD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。