如何更好地挑战电源0.1W待机功耗需求

随着全球气候日益变暖，节能减排已排在各国政府工作重中之重，特别是和日常生活息息相关的电子行业，更是被置于风口浪尖，在欧美市场，低待机功耗已经和安规，EMI一起成为电子产品销往这个市场的通行证，并且不断地要求降低待机功耗值，这一举措，意义深远。“高效率，低待机功耗”已成为广大电子产品开发工作者在产品开发中必须考虑的重要因素之一，做为电子产品的心脏，电源电路部分在这项高效低损的革命中，一次一次地被赋予最为关健的使命，特别是在电子产品进入待机状态后，其它部分电路都进入关闭或者休眠状态，电源电路在这个时候本身工作时所产生的损耗，在整个系统的损耗中占据很大的份额，其地位举足轻重，所以从最初国际能源组织的对电源待机功耗无要求，到后来的要求少于1W，再到现在的0.3W，步步为营，事实证明，要求电源待机功耗小于0.1W的时代即将来临。为了实现电源低待机功耗的要求，半导体厂商和电源工程师们从未停止过努力，半导体厂商不断的改进工艺，电源工程师不断的优化电源系统，但是努力之后，总会进入山穷水尽的境地，图1是一个电源的标准线路图，当我们使尽浑身解数后，发现整个电路中元器件不能再省，电路不能再优化时，我们还有其它新的办法吗？

图1 电源的标准线路图

　　如图1虚线所圈部分，这是一个电源的EMI滤波电路，在这个电路中，请注意一下X电容C1上面并联的两个电阻，这两个电阻是起什么作用呢？电容是可以存储电能的产品，当我们电源接通交流电后，交流电会对C1充电，被充电后的电容存储着电量，当我们把电源插头从交流电源上拔出后，这个电量仍然存在于电容中，这个电容的两端直接与电源插头的两个脚相连，换言之，如果这里人体不慎碰到插头的两个脚，就会被电容上的电量触电，所以安规中强制规定，这个电容上的电量必须在电源插座被拔除后一定的时间泄放完，所以这两个电阻在这里起放电作用，是万万不能省的，但是这两个电阻直接与交流电源相连，也就是说，在电源进入待机状态后时，这两个电阻在消耗着能量，它上面的损耗有多大呢？图2中列出了跟不同X 电容匹配的电阻所生的损耗，X电容越大，放电电阻越小，其损耗就越大，结果显示，这个放电电阻上面有几十mW到几百mW的损耗，再加上其它元器件上的损耗，整机小于0.1W的目标沦为了天方夜谈。

图2

　　如果说在这两个电阻上串一个智能开关，如图3 所示，切断交流电源时开关吸合，从而把两个电阻连起来，快速泄放走X电容的电荷，而接上交流电源时开关切断，从而把两个电阻断开，让这时两个电阻上没有电流流过，实现零损耗，不是一个两全齐美的好方法吗？

图3

　　电源半导体先驱，打造绿色环保IC的创导者和领导者，美国PI公司把这一个电源工程师的想法变成了一个产品，被命名为Cap Zero，图3为其等效电路图，图4为其内部电路图，图5为其实物图，从图4中可以看出，它由检测控制电路和开关电路组成，检测控制电实时检测着X电容两端的交流电压（即电源插座上的交流电压），当X电容两端电压存在时，检测控制电路会保持相应的信号让开关电路保持关闭状态，反之，则开通。因为设计者不再担心X电容放电电阻的损耗，所以设计者可以选用更大的X 电容，减小差模电感，这让设计者在设计EMI 电路时有更多的组合方案和改进空间。

图4 内部电路图

图5

　　目前这一产品为SO-8的封装，电源设计者无须做任何调试，只需要在PCB板上LAYOUT上这个封装，需要时装上去，不需要时用Jump短路即可，简单易操作，可靠实用。Cap Zero的出现，在电源设计者挑战电源0.1W待机功耗的征程中，无疑又留下了光辉的一笔。