摘要：介绍用电器待机功率损耗概况、开关电源待机损耗的构成、降低待机损耗方法，及开关电源的发展趋势。
关键词：能源消耗；开关电源；待机功率
全世界对能源消耗的关注日渐增加。作为减少能源消耗的两种方式，能源节省需要个人的自觉性和社会决策，而能效提升纯属技术问题。研究表明，由于现有的耗能设备和方式所限，世界能源总量的50％～70％被白白浪费掉了。电力生产过程中排放的二氧化碳量大约占到了全部二氧化碳排放量的40%。因此，如果电力需求能有所下降的话，减少全球变暖和促进环境保护的工作就能取得重大进展。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，要求电源制造商提供的电源产品能满足BLUEANGEL、ENERGYSTAR、ENERGY2000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0.3～15W、15～50W和50～75W的开关电源，待机功耗需分别小于0.3W、0.5W和0.75W。
一、待机功率消耗分析
待机功率和待机损耗是近十几年才较为关注的问题，待机损耗是待机功率与待机时间的乘积或累积。电器在待机状态时所消耗的功率称为待机功率。以一般电视机为例，当电源插头拔掉或电视机开关关断时，电视机不属于待机状态，不消耗能量；当电视机电源插头插上且电源开关闭合，可以被遥控器开通，即电视机处于待机状态，其所消耗的功率为待机功率。开关电源的损耗包括：开关管开通、导通和关断损耗、电阻损耗（电压检测、电流检测与启动）、二极管和控制损耗、变压器和电感、电容器等其他损耗。在待机状态，主电路电流较小，故开关管导通及二极管损耗很小。损耗主要由开关管开通与关断、变压器损耗、电感损耗、电容器损耗、电阻损耗、控制损耗等构成。其中大部分损耗与频率成递增关系。其工作损耗主要表现为：MOSFET导通及寄生电容损耗、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。在待机状态，主电路电流较小，MOSFET导通时间很短，电路工作在DCM模式，故相关的导通损耗及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。
二、现有待机效率限制技术
降低开关电源待机损耗主要概括为待机降频模式和待机突发模式技术。根据损耗分析可知，切断启动电阻、降低开关频率、减少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，由准谐振模式切换至脉宽调制、脉宽调制切换至脉冲频率调制；可控脉冲模式。
1．适时切断启动电阻
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。缺点是电源不能自重启，只有断开输入电压，使降至零电容放电后才能再次启动电路。
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。待机降频模式技术的一些芯片、技术及其生产商主要包括：意法半导体ST公司生产的控制芯片L5991、SystemGeneral公司生产的SG6848芯片采用的峰值电流限制技术；三星电子公司的最小导通时间控制（专利\:US6.480.401）技术及雅达公司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。
3.切换工作模式
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，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）。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。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，输出都能被妥善地调节。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。
4．可控脉冲模式
可控脉冲模式也可称为跳周期控制模式（SkipCycleMode），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的输出脉冲周期性地有效或失效，这样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）。
5.功率因数校正
高功率因数通常也非常重要，80PLUS规范对此就有要求。在大多数国家，在连接至主电源的输入功率为75W或更高的产品中需要低输入电流谐波。在开关电源中，这个要求通常以增加功率因数校正(PFC)升压预稳压器来实现。这种升压预稳压器改变输入电流来匹配输入电压，将输入谐波减到最少，并降低了输入电流的均方根值，可节省电力公司生产无功功率的成本，并将电力基础设施高昂的扩展成本减到最小，为电网提供更大的电流。