详解如何实现开关电源待机低功耗
简述一种开关电源待机状态下的低功耗控制电路
简述一种开关电源待机状态下的低功耗控制电路作者:童辉来源:《科学与信息化》2019年第04期摘要针对开关电源在待机状态时仍然具有一定的损耗,此次通过利用所学知识设计了一个可以相对来说减小功耗的电路装置,该装置自动检测开关电源是否处于待机状态,通过MOS管对输入电流的控制,从而节约成本,控制效果比较满意,其采用电源工作前检测装置和电源工作后检测装置分别判断开关电源的负载状态,通过将控制电路分为四个装置进行优化设计,使电路结构简单清晰,生产成本和电路复杂度被有效降低。
关键词开关电源;低功耗;MOS管引言在开关电源技术领域,必要的稳定性以及将损耗控制在适当范围内是我们设计电路的前提。
当其工作的状态是在空载情况下,里面的功率开关管和控制芯片仍有一定的损耗。
我们是采用控制芯片对功率开关管的开关频率进行控制,本设计是通过特定的电路设计对开关电源的工作状态进行控制。
采用控制芯片的方案应用比较灵活,成本有点高,其效果不是很明显。
设计辅助电路的方案稳定性较高,节能效果明显,但是电路结构相对复杂[1]。
1 系统工作原理通过对开关电源的待机功耗的分析,此次设计了一种在待机状态下开关电源低功耗的控制电路,该控制电路可以智能检测开关电源的工作状态同时还可以改变其工作电流的大小。
针对现有此类控制电路控制过程不稳定的问题,采用电源工作前检测装置和电源工作后检测装置分别判断开关电源的负载状态,电源输入端的通断是由MOS管来控制的,促使其控制的效果具有一定得可靠性。
针对现有此类控制电路结构复杂和成本较高等问题,通过将控制电路分为四个装置进行优化设计,使电路结构简单清晰,生产成本和电路复杂度被有效降低[2]。
2 系统的方案设计本设计的技术方案如下:此次低控制电路其包括开关电源工作前状态检测装置、开关电源工作中状态检测装置、开关电源输入电流控制装置和电路供电装置。
开关电源工作前状态检测装置的输出端与所述开关电源输入电流控制装置连接。
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。
详解开关电源待机功耗的分析
详解开关电源待机功耗的分析引言•现在做电源,除了效率以外,空载或者待机功耗也变得越来越重要了。
这不仅是因为各种各样的能效标准的执行,也确实很符合实际应用的需求,因为大部分的用电设备都长期工作在待机状态。
以离线式的AC/DC电源为例,不同的应用要求不一样,有500mW、300mW、再到100mW,甚至是很多充电器所追求的10mW以下。
•实际上把待机功耗做低也不是什么太高深的事儿,不需要高等数学频谱分析什么高大上的理论,基本只是需要一些经验,有时要做些妥协。
功耗先从AC输入端说起,这里最大的损耗就来自于X电容放电的电阻。
大部分的安规标准都要求1s内把X电容的电压放到安全电压以下。
这样容值越大,放电的电阻就越小,损耗也就越大。
举个例子,.33uF 的电容并个3M的电阻,230Vac条件下的空载损耗就有~18mW。
也就是说为了节约这部分功耗,X电容要尽量小,这个节约成本倒也是一致的。
但是必要的情况下,为了降低损耗也不得不多花点钱了,也就是用专门的X电容放电芯片,比如CAPZero或者HF81。
这类芯片可以自动检测AC是否掉电,所以在正常工作的时候几乎没有损耗。
这类芯片放在桥前面都需要有相应的安规认证的,也都是比较可靠的。
也有一些吧这个功能集成到主控芯片里面的,比如FAN6756。
有一个HV脚通过两个二极管直接接到AC,同时实现X电容放电和启机的功能。
有些应用需要采样AC电压或者Bus电压,比如做过零检测、继电器或电机控制之类的。
这个采样电阻又是一大块损耗。
如果有必要也有可能的话,可以用一个管子在待机状态下把采样电阻断开。
虽然没这么做过,但据说是可行的。
个人感觉这个管子要注意两点,一是要足够的耐压;二是要放在信号的上端以防后端芯片过压,(图中红色箭头位置),为了做到这一点就要有个足够高的驱动电压。
接着说整流桥的后面。
在母线上会有很多高压器件,所以需要特别注意漏电。
300V的母线每10uA就产生3mW的损耗。
浅谈通信电源中的开关电源休眠节能技术及原理
浅谈通信电源中的开关电源休眠节能技术及原理摘要:随着电力电子技术的发展和创新,开关电源技术也在不断地创新。
开关电源是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式,以体积小、重量轻等特点被广泛应用的同时,不可避免的存在运行噪声大的缺点,使用过程中也有很多值得注意的地方。
鉴于此,本论文主要介绍开关电源的原理与使用体会。
关键词:开关电源;原理;使用引言随着现代社会的发展,人们对于电力的需求越来越大。
然而,传统的发电方式存在着许多问题,如环境污染和能源浪费等问题。
因此,人们开始关注如何提高供电效率并减少对环境的负面影响。
其中,通信电源中的开关电源休眠节能技术是一项重要的研究方向。
在通信领域中,由于设备的不断更新换代以及网络拓扑结构的变化等因素导致了通信电源的频繁使用。
而传统电源则需要不断地工作以维持设备正常运行状态。
这种模式不仅会导致能量消耗增加,而且会加剧环境污染的问题。
一、通信电源的工作原理通信电源是电信设备中不可或缺的电力供应系统,其工作原理主要涉及以下几个方面:首先,通信电源需要具备一定的供电能力。
在实际应用过程中,由于不同的通讯设备对电源的要求不同,因此通信电源的设计必须考虑到各种需求之间的平衡和协调。
其次,通信电源还需要具有良好的稳定性和可靠性。
因为通信系统的故障率非常低,所以通信电源的性能也需要达到高可靠的标准。
此外,通信电源还需考虑能源消耗的问题。
二、通信电源中的开关电源休眠节能技术2.1开关电源的工作原理在通信领域中,开关电源是一种常见的电源类型。
其工作原理是通过控制电路来调节输出电压和电流的大小,从而实现对负载的供电。
其中,休眠节能技术是指在未使用时将开关电源处于低功耗状态,以达到延长电池寿命的目的。
这种技术主要应用于移动设备、无线路由器等需要长时间待机的产品上,可以有效地降低能源消耗并提高产品性能。
开关电源的基本结构包括输入端、输出端以及控制电路。
其中,输入端接收外部电源提供的直流或交流电能;2.2开关电源的主要性能指标在通信领域中,开关电源是其中的重要组成部分。
降低开关电源待机功耗的电路分析
降低开关电源待机功耗的电路分析摘要:围绕着物联网的概念,诞生了一些智能家居、无人售货、工业自动化等新领域,需要大量用到使用微电子电路作为检测、监控、控制的手段,这些设备、部件长时间通电待机,要消耗一定无用功的电能。
在现在用电负荷越来越高,用电费用越来越贵的今天,智能家居、物联网智能化的同时,要降低无用功的电能消耗,控制不必要增长的电能消耗。
关键词:开关电源;待机功耗1引言物联网(英语:Internet of Things,缩写:IoT),最早在1999年由工作于宝洁公司的Kevin Ashton创造,他带领和麻省理工学院合作的队伍成立AUTO-ID中心,为宝洁公司研发基于RFID技术的供应链管理技术。
智能电网是一种现代化的输电网络。
利用信息及通信技术,以数字或模拟信号侦测与收集供应端的电力供应状况和使用端的电力使用状况。
再用这些信息来调整电力的生产与输配,或调整家电及企业用户的耗电量,以此达到节约能源、降低损耗、增强电网可靠性的目的。
也是物联网的其中一种形式。
无论物联网、还是智能电网,都离不开一个必要的需要¬--电力,都是基于低压用电的智能设备服务端和终端设备。
电力供应不能简单地从发电站直接连接到这些设备上,电力传输过程中要经过多次升压、降压的转换过程。
因此传统的智能检测控制设备需要经过体积大、发热大、转换效率低的线性电源转换为需要用到的工作电压,造成设备的体积、制造成本等不能适合未来的技术发展,特别是运行时电力消耗成本对于企业的财政造成很大的负担,这时候需要用到开关模式电源,简称开关电源,来提供供电、降压功能,但开关电源不能完全达到100%的转换效率,开关电源电路在转换的过程也会有无功电能消耗,现阶段供电部门也对供电的线路、智能电网设备也提出了最低限度的电能损失做出了严格的要求,这是本文以此为目的作为分析的课题。
2开关电源电路的特性开关电源泛指电路中有电子器件工作在高频开关状态的直流电源,不同于传统的线性电源,开关电源利用的切换晶体管多半是在全开模式(饱和区)及全闭模式(截止区)之间切换,两个模式都有低耗散的特点,切换之间的转换会有较高的耗散,但时间很短,因此比较节省能源,产生废热较少。
低功耗设计的原理
低功耗设计的原理低功耗设计是指通过降低电路或系统的功耗,以实现更长的电池续航时间或更少的能源消耗。
在如今电池寿命短、能源供应有限的背景下,低功耗设计变得越来越重要。
下面将从电源管理、电路设计和软件优化等方面介绍低功耗设计的原理。
一、电源管理1. 选择低功耗组件:在设计电路时,应尽量选择低功耗的组件,例如低功耗微控制器、低功耗传感器等。
这些组件具有较低的静态功耗和动态功耗,能够有效降低整体功耗。
2. 睡眠模式设计:通过在系统中设计睡眠模式,降低待机功耗。
在睡眠模式下,关闭不必要的模块和功能,进入低功耗状态。
在实际使用中,应根据实际需求选择合适的睡眠模式和唤醒机制。
3. 降压和功耗优化:采用降压技术可以使芯片和外围设备在较低的电压下工作,从而降低功耗和能耗。
此外,通过功耗优化算法,合理分配能量需求,减少不必要的能源消耗。
二、电路设计1. 优化时钟频率:时钟是电路中最大的功耗源之一,因此通过降低时钟频率可以有效降低功耗。
在设计过程中,选择适当的时钟频率,避免过高的频率导致功耗过大。
2. 电源管理单元(PSU)设计:通过合理配置电源管理单元,实现对系统的有效电源控制。
包括电源切换、电源管理和电源监测等功能,可以降低系统的功耗。
3. 优化功率放大器:在模拟电路设计中,功率放大器通常是功耗最大的部分之一。
通过优化功率放大器结构和电流控制,降低功耗是一种常用的设计方法。
三、软件优化1. 休眠与唤醒机制:合理利用休眠与唤醒机制,将系统在闲置状态下的功耗降到最低。
通过软件设置合适的休眠模式和唤醒方式,在不影响系统正常工作的前提下降低功耗。
2. 任务调度与优化:通过优化任务调度算法,合理分配任务执行优先级和时间片,减少CPU空闲时间和功耗。
合理利用中断,减少循环检测时间,优化任务执行时间等也可以降低系统的功耗。
3. 数据传输与处理优化:在数据传输和处理过程中,通过减少数据传输次数和数据处理时间,以及合理选择数据压缩和数据加密算法等手段,降低系统的功耗。
如何设置电脑电源管理降低功耗
如何设置电脑电源管理降低功耗随着科技的不断进步和普及,电脑已经成为我们日常生活中不可或缺的工具之一。
然而,随之而来的是电脑功耗的增加,给环境和能源资源带来不小的压力。
为了减少电脑功耗,我们可以采取一些有效的电源管理设置。
本文将介绍如何设置电脑电源管理以降低功耗,并提供一些实用的建议。
1. 优化电脑的休眠模式:休眠模式是电脑在闲置一段时间后自动进入的模式,能够大幅度降低功耗。
我们可以通过以下步骤来优化电脑的休眠模式:(1)打开“控制面板”;(2)选择“硬件和声音”;(3)点击“电源选项”;(4)在“更改计划设置”中,选择合适的休眠时间;(5)点击“更改高级电源设置”;(6)在弹出的对话框中,选择“休眠后”;(7)减少“休眠后”的等待时间,设置为较短的时间。
通过优化电脑的休眠模式设置,可以使电脑在闲置时尽快进入低功耗状态,从而降低功耗并延长电池寿命。
2. 调整屏幕亮度和超时时间:电脑屏幕的亮度和超时时间对功耗有着显著影响。
将屏幕亮度降低到合适的范围,并将超时时间设置得合理,可以显著减少功耗。
具体设置步骤如下:(1)点击电脑桌面空白处,选择“显示设置”;(2)在“亮度和颜色”选项中,将亮度调整到合适的水平;(3)在“屏幕保护程序”选项中,将超时时间设置为适当的数值。
此外,还可以考虑使用特殊的屏幕保护程序,如黑色屏幕保护程序,以进一步降低功耗。
3. 关闭不必要的后台程序和设备:许多后台程序和设备会持续消耗电脑的能源,导致功耗增加。
因此,在使用电脑时,我们应该及时关闭不必要的后台程序和设备。
具体操作如下:(1)右键点击任务栏,选择“任务管理器”;(2)在“进程”选项卡中,结束不需要的后台程序;(3)拔掉不必要的外部设备,如USB设备、外部硬盘等;(4)关闭不需要的网络连接。
通过及时关闭不必要的后台程序和设备,可以有效降低电脑功耗。
4. 定期清理电脑内部和外部的灰尘:电脑内部和外部的灰尘会导致散热不良,进而使电脑功耗增加。
待机功耗特低的开关电源
待机功耗特低的开关电源随着硬件技术的不断发展,电子设备越来越小、越来越智能化,而这背后,一个非常显著的问题是如何提高电池寿命,减少电费支出。
因此,待机功耗特低的开关电源已成为智能电子设备和家电的基本电源。
本文将从以下几个方面介绍待机功耗特低的开关电源。
一、待机功耗特低的开关电源的定义及原理待机功耗特低的开关电源是相对于传统的开关电源而言的,它的主要特点是待机功耗极低,能够控制电流的开关,实现输出电流和电压的稳定控制。
这些电源的工作原理在于输出电压和电流的测量和反馈。
它们使用高效、低功耗的控制器,通过监测输出电流和电压,实现精确的功率管理,同时还通过切换器转换电压。
这意味着它们会花费更少的能量来执行相同的任务。
二、待机功耗特低的开关电源的优点(1) 省电能力,在待机模式下,输出电源几乎不需要消耗电能,使得电子设备在长时间不使用时,耗电非常少,达到节能的效果。
(2) 体积更小,更便携,这对于需要便携式电子设备来说是非常重要的。
(3) 降低了耗能的产生,降低了能源浪费和环境污染的程度。
(4) 较低的噪音和热量产生,这可以让电子设备在工作时噪音和热量都比以前要小。
(5) 可以控制输出电压和电流,这可以使得设备为不同的电子设备提供合适的输出电压和电流,从而达到更加优异的电源性能。
三、待机功耗特低的开关电源的适用范围待机功耗特低的开关电源适用于各种需要待机模式或长时间不使用的电子设备和家电,例如电视机、电脑、手机、无线音响等等。
由于这些设备往往都需要长时间待机,在不影响设备正常工作的情况下,采用了待机功耗特低的开关电源,从而节省了电能和人力成本,同时也有助于环境保护。
四、待机功耗特低的开关电源的开发趋势随着人们对环保和能源消耗的日益重视,待机功耗特低的开关电源已成为电子产品的重点关注和发展方向。
可以预见的是,在未来,开发更为节能和环保的待机功耗低的开关电源将成为研发备受关注的方向,这不仅有助于附加价值,而且还可以回应社会公众对可持续发展的日益关注。
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。
实现高效率和低待机功耗的开关电源设计详解
实现高效率和低待机功耗的开关电源设计详解高效率和低待机功耗是现今开关电源设计的两大难题,由于谐振拓扑或LLC 拓扑能够满足高效率的要求,因而日益流行。
然而在这种拓朴中,前PFC级必须在轻负载期间保持运作,造成谐振回路中存在内循环损耗,待机功耗成为一个头疼问题。
对于没有附加辅助电源的应用,LLC谐振拓扑难以满足2013 ErP等新法规,在0.25W负载下输入功率低于0.5W的要求。
双管反激式拓朴是能够应对效率和待机功耗两大挑战的解决方案,适用于75W~200W范围的电源。
它提供了与LLC谐振解决方案相当的效率,还有大幅改良的待机功率性能。
双管反激式拓朴能够成为颇具吸引力的解决方案,可替代复杂的LLC谐振转换器,用于笔记本电脑适配器、LED-TV电源、LED照明驱动器、一体型电脑电源和大功率充电器应用。
设计开关电源的挑战现代设计开关电源的挑战大致分为五个部分。
低待机功耗高效率高功率密度高可靠性低成本用于75W~200W应用的理想解决方案,现有的单反激式转换器解决方案为目前最普遍的解决方案之一,有低待机功耗、低成本和易于设计等优点而被大量使用,但对于未来更高它不能解决所有设计挑战。
现有的单反激式转换器解决方案面临着很多困难,难以达到》90%的低效率问题、低功率密度、过高的MOSFET漏源电压和缓冲器损耗和发热问题都不利于高可性的要求,而且限制功率范围必须为150W以内。
为了提高效率和功率密度,可零电压切换的LLC转换器解决方案被逐渐使用,但这也不能解决所有设计挑战,例如,无辅助电源便不能满足2013 ErP Lot 6要求(《0.5W@0.25W),还有在设计和生产过程中,对于变压器容差和栅极驱动时限敏感的问题。
双管反激解决方案(75~200W)双管反激解决方案分为三个部分,分别是FAN6920:BCM。
低功耗小功率开关电源设计
低功耗小功率开关电源设计1 开关电源简介小功率开关电源以其诸多优良的性能,在测控仪器仪表、通信设备、学习与娱乐等诸多电子产品中得到广泛的应用。
随着环境和能源问题日益突出,人们对电子产品的环保要求不断提高,对电子产品的能源效率更加关注。
设计无污染、低功耗、高效率的绿色模式电源已成为开关电源技术研究的热点。
本文研究一种中小功率开关电源,应用过渡模式有源功率因数校正、准谐振变频功率隔离变换控制和同步整流等多种先进的电源控制技术,以实现绿色开关电源设计的目的。
1.1 开关电源的基本结构所有事物都要遵循能量守恒定律,开关电源也不例外,实际上,开关电源也要通过以能量形式传递完成的。
从能量上看,开关电源可以分为直流开关电源模式和交流开关电源模式,直流开关电源模式主要是输出为直流信号电能,而交流开关电源模式主要是输出为交流信号电能。
直流开关电源模式为当前的主流模式,该开关电源模式的基本组成结构框图如下图1.1所示:图1.1 开关电源基本组成结构框图由上图中可知:开关电源主要由整流滤波、DC/DC 变换电路、开关占空比桥式整流滤波 LC 组成 滤波器 DC/DC 变换器转换 输出 整流滤波DC 直流输出控制电路放大电路 占空比控制电路 交流输入控制电路以及控制电路等模块组成。
交直流输入电压经LC滤波器,再通过桥式整流与母线电解电容平滑后变为直流电压,再经DC/DC变换器转换,再经二极管整流和电解电容的滤波至输出,为了能使电路成为一个闭环工作,在输出端引出一个控制电路再经放大电路到占空比控制电路至DC/DC变换器转换器形成一个闭环。
占空比控制电路中占空比的表示方法如下图1.2所示:图1.2 占空比示意图由上图中可知:占空比D=Toff/(TOff+Ton),周期T= Ton+Toff,频率f=1/T。
1.2 传统开关电源的缺陷传统开关电源基本上采用的都是传统电路,传统电路大部分采用的电路芯片都为PWM控制的KA38系列芯片,这当中也要用到开关MOSFET管,还有就是也要加个启动电阻,根据P=U*U/R可知该电路上的待机功耗至少要大于0.5W,而低功耗的要求待机功耗至少要小于0.5W,甚至有些要小于0.3W。
电脑电源管理技巧如何降低电脑功耗
电脑电源管理技巧如何降低电脑功耗随着人们对环保意识的增强,越来越多的人开始关注如何降低电脑的功耗以节约能源。
在日常使用电脑的过程中,合理的电源管理技巧不仅能够减少能源的浪费,还能延长电脑的使用寿命。
本文将介绍一些有效的电脑电源管理技巧,帮助用户降低电脑功耗。
一、合理的电源设置1. 调整电脑待机时间:通过设置电脑的待机时间来降低功耗。
在电源选项中可以设置电脑的休眠时间和屏幕关闭时间,根据个人需要适当地调整这些时间,避免在长时间不使用电脑时浪费能源。
2. 合理使用休眠模式:在不使用电脑的时候,可以选择将电脑置于休眠模式,这样可以在电脑不被使用的过程中减少功耗。
同时,在休眠模式下电脑的启动速度也更快,对于平时频繁启动和关闭电脑的用户来说,使用休眠模式是一个不错的选择。
3. 关闭无用的设备:在使用电脑的过程中,如果有一些外部设备不需要使用,可以将其关闭,比如打印机、扩音器等。
这些设备在休眠状态下可能也会消耗一定的电量,因此关闭它们能够进一步降低电脑的功耗。
二、适当的屏幕亮度和背光调节1. 调整屏幕亮度:电脑屏幕的亮度对功耗有着直接影响。
将屏幕的亮度调整到合适的水平,不仅可以节约电能,还可以减少对眼睛的伤害。
通常来说,将屏幕亮度调整到40%到70%的范围内是一个比较理想的选择。
2. 背光调节:背光也是消耗电能的重要因素之一。
通过降低背光亮度或者调整背光模式,可以进一步减少电脑的功耗。
在日常使用中,根据具体情况选择合适的背光设置,既能满足使用需求,又能降低功耗。
三、关闭高能耗程序和服务1. 关闭多余的软件和进程:在使用电脑的过程中,有些软件和进程可能会一直在后台运行,占用CPU和内存资源,从而增加了电脑的功耗。
定期检查并关闭这些无用的软件和进程,可以有效降低电脑的功耗。
2. 停用不必要的服务:在系统设置中有许多不必要的服务可能一直在后台运行,消耗电脑的资源和能源。
根据实际需求,适当地停用这些服务,可以减少电脑的功耗,并提高电脑的运行速度。
如何降低电器的待机功耗?PI有两个黑科技很实用
如何降低电器的待机功耗?PI有两个黑科技很实用如今随着节能环保要求的不断提高,对于电源待机功耗也有着更进一步的要求。
Power Integration(PI)最新推出的CapZero 3系列产品可以通过降低开关电源中与X电容放电电阻相关的功耗,从而实现待机功耗满足安规要求。
什么是X电容X电容是跨接在电力线两线之间,即“L-N”之间,X电容器能够抑制差模干扰,通常采取金属化薄膜电容器,电容容量是uF级。
X电容多数是方型,也就是类似于盒子的形状,在它的表面一般都标有安全认证标志、耐压字样(一般有AC300V或AC275V)、依靠标准等信息。
X安规电容应用包括以下三方面一、抑制电磁干扰抗电磁干扰是X电容最常见的作用,一般两根引脚跨接在零线和火线之间,适用于高频、直流、交流、耦合,跨接脉冲电路中,能够能承受过压冲击,一般与电阻并联使用,目的是起到泄放电荷作用;二、阻容降压阻容降压也是X电容经常用到的,特别对于成本低廉成品,电容降压的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。
同时在电容器上串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。
因此,电容降压实际上是利用容抗限流,而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。
如下图三、滤波X2安规电容器可以用作直流滤波使用,可以并联使用。
X电容是安规电容,也就是说该电容必须不能对人体造成伤害。
因此安全标准规定,当正在工作之中的机器电源线被拔掉时,在一秒钟之内,X电容的储能要降至34V DC以下。
而今随着设备功率的不断提升,无论是EMI要求还是滤波要求,都需要更大容量的X电容,从小家电100 nF到洗衣机的6 µF。
但是为了满足快速泄能要求,为X电容放电所需要的放电电阻需要随着X 电容的增加而减小,电阻越小就会带来空载功耗的增加,这就给改善待机功耗带来了巨大难题。
应对全新挑战,CAPZero升级日前,为了实现降低X电容放电功耗,PI专门开发了成为CAPZero3系列产品。
开关电源的功耗机理分析和低功耗待机电源的解决方案
开关电源的功耗机理分析和低功耗待机电源的解决方案目前大多数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,因为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。
作为一家领先的电源管理集成电路制造商,BCD半导体制造有限公司长期致力于高效、低待机功耗绿色电源解决方案的开发、研究。
一颗与工业标准PWM控制器384x完全兼容并具有间歇式低待机功能的“绿色电源”控制器AP384xG。
AP384xG与标准PWM 控制器384x相比最明显的差别在于其内部增加了一个可控电流源,通过电流源充电提高Pin CS的比较电平来实现轻载情况下的间歇式工作模式以降低待机功耗。
同时,AP384xG还特别设计了低启动电流电路,使启动电流从典型的200uA降低至40uA,大大的降低了启动电阻上的损耗。
由于设计上的特别考量,AP384xG具备了与标准PWM控制器384x完全兼容的特性,提供所谓“Plug-and-Play”的“绿色电源”解决方案。
使用者在不需要修改其原有设计的情况下,用AP384xG去替换384x同时调整极少数的电阻、电容参数,就可以大幅度地提高电源转换效率(55% 65%)并减低待机功耗(3.25W 0.5W),顺利通过“能源之星”的节能认证。
由于其显著的节能效果和兼容性,AP384xG在DVD电源、CRT/LCD显示器电源、电动自行车充电电源等等领域已经得到了广泛的应用,迄今已销售超过5千万片,已为社会累计节约电能近1.3亿千瓦时。
可以满足最严格五星级标准的超低待机功耗充电器方案,AP376x系列,其30mW以下的空载功耗可以使制造商轻松满足包括能源之星EPS v2.0在内的全球所有的充电器/适配器能效及空载规范。
led电源待机功耗降低原理_概述及解释说明
led电源待机功耗降低原理概述及解释说明1. 引言1.1 概述在当今节能环保的时代背景下,电力消耗一直是人们关注的焦点之一。
作为一种常见的照明设备,LED灯具因其高效节能、长寿命等优势而逐渐取代传统照明产品。
然而,LED电源在待机状态下仍存在着一定的功耗,如果不加以降低,将对整体能源消耗造成不必要的浪费。
因此,降低LED电源待机功耗已经成为当前照明领域中一个值得研究和探讨的问题。
1.2 文章结构本文将分为四个部分进行论述。
首先,在引言部分我们将简要介绍文章的概述,并对接下来的各个章节进行总览说明。
接着,在第2部分中我们将详细介绍LED 电源待机功耗降低原理,包括原理简介、节能技术应用分析和实施方案探讨。
然后,在第3部分中我们将进行解释说明,包括功耗分析方法论述、待机功耗降低技术解析以及案例研究和结果分析。
最后,在第4部分我们将给出结论总结,并展望未来LED电源待机功耗降低的发展方向。
1.3 目的本文的目的在于全面探讨LED电源待机功耗降低原理,以便更好地理解LED电源在待机状态下存在的问题,并通过节能技术应用分析和实施方案探讨,提出有效的解决方案。
同时,我们还将解释说明功耗分析方法、待机功耗降低技术等相关概念,并通过案例研究和结果分析加深对这些概念的理解。
最终,我们将总结提出一些启示,并对LED电源待机功耗降低未来的发展进行展望。
以上是引言部分内容,请根据需要进行修改和补充。
2. led电源待机功耗降低原理:2.1 原理简介:在介绍led电源待机功耗降低原理之前,先对LED电源的稳定工作原理进行简要说明。
LED电源通常由输入滤波、整流、直流滤波、恒流驱动等组成。
当LED 照明设备处于待机状态时,尽管不需要发出明亮的光线,但电源仍然会消耗一定的功率。
为了降低LED电源待机功耗,可以采用以下几种原理和方法:2.2 节能技术应用分析:(1) 降低输入电压:通过采用开关电源调整器等技术手段,将输入电压降低到较低水平,以减少待机状态下的能量损耗。
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。
低功耗节能待机的开关电源设计
0 W待机或 l . 5 W待机 的要 求。 固定反 馈 电路 如图2 所示 , 由电阻R 3 3、
R4 3 、光 耦U A、稳压 管Z 6 D 组成 ,工 4 D 、Z 7 作原理很简单 ,不作进 一步 介绍。 可 控反 馈 电路如 图3 所示 , 由电阻R 3 3、
电路如 图4 所示:
但放 电电阻的使用会在 通 电的时候会造成空载
及待机输入 功率损耗 。特 别是欧盟新 能耗标准
根据 安 规标 准 的要 求 :人 体 易触 及 的 电 源插 头在拔掉 1钟 内,其 两端 的 电压必 须放 到 s 安全 电压3 V以 内,而 放 电时间则 取决于x电 6
1 5“ F
4 O Q 8K
线 之间 ,用 于滤除E 噪声 。但 由于x电容可 MC 以在 电源 断 电后 很长 一段 时 间 内贮 存 高压 电
如表 1 所示 。
323 .. CAP eo Z r在家 用空调产 品电源电路 中 的典 型应用
CAP 0 D 07G
CAP 1 D 0 G 7 C 0 8 G AP 0 D CAP 1 DG 0 8 CAP 9 ∞ DG CAP 1 DG 0 9
( )C Z r 集 成8 5 或 1 0 V 高压 4 AP e o 2V 00
M0S E F T,可满足各种 电源设计的需要 。
最 大匹配x电容 匹配放电电阻
32采用专用的X . 电容放 电芯片 降低 开关 电
叫
5 OF O n
…
1 M Q 5
删 源的待机功耗
x电容作 为构成 电源端 口滤 波 电路 的最基
容的大 小及 放 电电阻的选取 。如 果RI R 选择 +2
开关电源降低电源待机功率损耗
降低切換式電源之待機功率損失陳秋麟林振宇楊大勇台大電機系崇貿科技公司摘要在現在需要電源管理和節省能量的時代,降低電源供應器在待機時的電能消耗越來越重要。
已經有一些可以降低切換電源供應器在極輕載或無載時之切換損失和其他額定損失的實際方法被提出來。
本篇論文探討脈衝省略模式(pulse skipping)、脈衝模式(burst mode)及非導通時間調變(off time modulation)。
此外,也介紹降低啟動電流和其他損失的技術。
依本文所提出的設計概念,一個12V/5A的轉接器(adaptor),在240V交流輸入,無載時只消耗0.1W。
簡介歐洲經濟協會(EEC) 從2001年1月起,針對無載的電源消耗訂定了嚴格的規範,表一所列是在不同的額定瓦數下的詳細規定。
在2001年七月,美國總統簽訂了一項命令指示,各級公家機關必須購買符合小於1W的電源待機損失規定的產品。
很快的,在各個層面都會採用低於1W待機功率損耗的電源。
表一:歐洲經濟協會對無載的消耗之規定損失分析以圖一中典型的反馳轉換器(flyback converter)為例,去分析電源轉換器的損失。
因為反馳轉換器低價位和廣泛的輸入範圍的特性,在實際應用層面受到歡迎。
對一個反馳轉換器而言,主要的損失包括了傳導損失(conduction loss)和切換損失(switching loss),以及由控制電路所造成的損失。
表二、三、四分別對這些主要損失,包括主要的傳導損失和切換損失,控制電路所造成的損失,列出了大約的估算,和常用的解決對策。
圖一典型的反馳轉換器表二主要的傳導損失造成損失的元件表達式解決方法元件描述功率電晶體Ip2×R DS,on× Ton × fs 降低fs降低R DS,onIp:變壓器一次側電流。
R DS,on :電晶體Q1導通電阻。
Ton :在每個週期的導通時間。
fs :切換頻率。
感應電阻Ip2×R s× Ton × fs 降低fs降低RsRs :一次側電流的感應電阻輸出整流器I D1×V F,D1× Ts × fs 降低fs降低V F,D1I D1 :二極體D1電流。
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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。
TOPSWITCH,ICE2DS02G内部设有专门的启动电路,可在启动后关闭该电阻。
若控制器没有专门启动电路,也可在启动电阻串接电容,其启动后的损耗可逐渐下降至零。
缺点是电源不能自重启,只有断开输入电压,使电容放电后才能再次启动电路。
而图1所示的启动电路,则可避免以上问题,而且该电路功耗仅为0.03W。
不过电路增加了复杂度和成本。
图1 UC3842反激式电源启动电路
3.2 降低时钟频率
时钟频率可平滑下降或突降。
平滑下降就是当反馈量超过某一阈值,通过特定模块,实现时钟频率的线性下降。
POWER公司的TOPSwitch-GX和SG公司的SG6848芯片内置了这样的模块,能根据负载大小调节频率,图2所示是SG6848时钟频率与其反馈电流的关系。
图2 SG6848反馈电流与时钟频率的关系
突降实现方法如图3:以UCC3895为例,当电源处于正常负载状态时,Q1导通,其时钟周期为:
当电源进入待机状态时,Q1关闭,时钟周期增大为
即开关频率减小。
开关损耗降为降频前的
(小于1)倍。
L5991和Infineon公司的CoolSet F2系列已经集成了该功能。
3.3 切换工作模式
3.3.1 QR→PWM
对于工作在高频工作模式的开关电源,在待机时切换至低频工作模式可减小待机损耗。
例如,对于准谐振式开关电源(工作频率为几百kHz到几MHz),可在待机时切换至低频的脉宽调制控制模式PWM(几十kHz)。
IRIS40xx芯片就是通过QR与PWM切换来提高待机效率的。
图4是IRIS4015构成的反激式开关电源,重载时,辅助绕组电压大,R1分压大于0.6V,Q1导通,辅助准谐振信号经过D1,D2,R3,C2构成的延时电路到达IRIS4015的FB脚,内部比较器对该信号进行比较,电路工作在准谐振模式。
当电源处于轻载和待机时候,辅助绕组电压较小,Q1关断,谐振信号不能传输至FB端,FB电压小于芯片内部的一个门限电压,不能触发准谐振模式,电路则工作在更低频的脉宽调制控制模式。
图4 由IRIS4015构成的QR/PWM反激式电源电路
3.3.2 PWM→PFM
对于额定功率时工作在PWM模式的开关电源,,也可以通过切换至PFM模式提高待机效率,即固定开通时间,调节关断时间,负载越低,关断时间越长,工作频率也越低。
图5是采用NS公司的LM2618控制的Buck转换器电路和分别采用PWM和PFM控制方法的效率比较曲线。
由图可见,在轻载时采用PFM模式的电源效率明显大于采用PWM模式时的效率,且负载越低,PFM效率优势越明显。
将待机信号加在其PW/引脚上,在额定负载条件下,该引脚为高电平,电路工作在PWM模式,当负载低于某个阈值时,该引脚被拉为低电平,电路工作在PFM模式。
实现PWM和PFM的切换,也就提高了轻载和待机状态时的电源效率。
通过降低时钟频率和切换工作模式实现降低待机工作频率,提高待机效率,可保持控制器一直在运作,在整个负载范围中,输出都能被妥善的调节。
即使负载从零激增至满负载的情况下,能够快速反应,反之亦然。
输出电压降和过冲值都保持在允许范围内。
3.4可控脉冲模式(Burst Mode)
可控脉冲模式,也可称为跳周期控制模式(Skip Cycle Mode)是指当处于轻载或待机条件时,由周期比PWM控制器时钟周期大的信号控制电路某一环节,使得PWM的输出脉冲周期性的有效或失效,如图6所示。
这样即可实现恒定频率下通过减小开关次数,增大占空比来提高轻载和待机的效率。
该信号可以加在反馈通道,PWM信号输出通道,PWM芯片的使能引脚(如LM2618,L6565)或者是芯片内部模块(如NCP1200,FSD200,L6565和TinySwitch 系列芯片)。
NCP1200的内部跳周期模块结构见图7,当反馈检测脚FB的电压低于1.2V(该值可编程)时,跳周期比较器控制Q触发器,使输出关闭若干时钟周期,也即跳过若干个周期,负
载越轻,跳过的周期也越多。
为免音频噪音,只有在峰值电流降至某个设定值时,跳周期模式才有效。
图7 NCP1200跳周期模块结构
而FSD200则是通过控制内部驱动器实现可控脉冲模式,即将
脚的反馈电压与0.6V/0.5V迟滞比较器比较,由比较结果控制门极驱动输出,其结构可见图8。
我们可根据此原理用分立元件实现普通芯片的Burst Mode功能,即检测次级电压判断电源是否处于待机状态,通过迟滞比较器,控制芯片输出,电路如图9所示。
控制反馈通道是实现一般PWM控制器的可控脉冲模式的方法之一。
其电路可见图10,
是
反馈信号,当Burst Signal为低电平时,Q1关断,
电路正常工作,当Burst Signal为低电平时,Q1导通,R1被短路,
流过Q1
被拉高至
-0.6V,反馈信号
不能反映在
上,控制器因此输出低电平。
另外对于有使能脚的PWM控制器,如L6565等,用可控脉冲信号控制使能脚使控制芯片有效或失效,也可以实现Burst Mode,上述Burst Signal可由图1中所示的迟滞比较器产生。
图10 控制反馈通道的Burst Mode
4 存在的问题
以上介绍的降频和Burst Mode方法在提高待机效率的同时,也带来一些问题,首先是频率降低导致输出电压纹波的增加,其次如果频率降至20kHz以内,可能有音频噪音。
而在Burst Mode的OFF时期内,如果负载激增,输出电压会大大降低,如果输出电容不够大,电压甚至可能降低至零。
如果增大输出电容,以减小输出电压纹波,则会导致成本增加,并会影响系统动态性能。
因此必须综合考虑。