降低LED照明开关电源待机功耗方法探讨

与普通光源相比，LED灯具有效率高、环保和使用寿命长的特性，因而它们正在成为降低室内和外部照明能耗的主选解决方案。设计用于照明供电的开关电源也应该具有高效率，以便顺应LED灯的节能特性。除了在正常工作过程中具有高功率转换效率之外，开关电源的待机功耗也成为LED业界的普遍关注焦点。在不远的将来，待机功耗有望调整到1W甚至300mW以下。然而，在LED照明应用中，专用于待机电源的辅助功率级并不适用，主要是因为照明应用在工作期间 不存在待机条件。但是，为灯泡供电的开关电源即便在没有灯或者灯已损坏的条件下仍然与电网连接并吸取能量。这是在照明应用中关心待机功率水平的主要原因。

在空的办公楼中，待机功耗特性不良的照明系统是不环保的，本文探讨如何引入简单的辅助电路来降低待机功耗。所提议的电路能够实现功率因数校正（PFC）级的间歇工作，该PFC级是降低照明开关电源的待机功耗所必需的。为了评估所提议的电路，我们设计了一个额定功率为120W的两级开关电源，在 宽泛的输入电压范围下可以获得低于1W的待机功耗。

两级配置

由于额定功率的原因和改善功率因数的需求，LED街灯的开关电源通常使用两级配置，它由第一级的PFC模块和第二级的下游DC-DC转换器构成。在100W左右的中等功率范围，临界导通模式（CRM）是PFC级合适的控制方案。在这个额定功率范围中，下游DC-DC转换器通常采用准谐振反激拓扑。高度集成的FAN6300脉宽调制（PWM）控制器具有一个内部波谷电压检测器，能够保证电源系统在宽泛的线路电压范围内工作于准谐振状态，并减小开关损 耗，使功率MOSFET漏极上的开关电压最小化。为了最大限度减小待机功耗和改善轻负载效率，专有的绿色模式功能提供关断时间（off-time）调制，以便降低开关频率，并执行延长的波谷电压开关，保证MOSFET在关断时漏-源电压保持在最低水平。使用这项特性，第二DC-DC级在无负载条件下进入间 歇工作模式，能够获得非常理想的待机功耗特性。大多数现有的PFC控制器并无间歇工作功能，主要是因为PFC级最初针对消费应用和显示器应用，而在那些应 用中为PFC和DC-DC级提供电压源的辅助电源是分离的。在LED照明应用中，通常不采用辅助功率级，因此，应该关断PFC级，否则待机功耗无法低于1W.

PFC级的间歇工作模式

在两级开关电源中，应关断PFC级，以满足待机功耗法规的要求。关断PFC级的主要原因是大多数PFC控制器没有间歇工作（Burst- operation）特性。如果PFC控制器不支持间歇工作模式，PFC级将会连续工作，即便在无负载条件下也会吸取能量。因此，对于带有现有PFC控制 器的两级开关电源设计而言，关断PFC级是唯一可行的方法。但是，在重新启动PFC级时会出现大的冲击电流，并导致MOSFET等功率开关上电压或电流应 力的增加。此外，还会导致LED灯在恒流工作期间出现闪烁。业界需要找到一种新途径来满足待机功耗法规要求，同时避免上述问题。解决完全关断PFC级带来 的这些副作用的一个可行方法是PFC级采用间歇工作方式。

建议使用一种简单的辅助电路，将PFC的工作与准谐振反激DC-DC转换器进行同步，因为当DC-DC转换器开始间歇工作时，PFC级也能够进入间歇工作模式。一旦第二级反激转换器结束间歇模式工作，PFC级会立即退出间歇工作模式。图1为该辅助电路的工作原理。PFC级的偏置电源受到准谐振反激DC-DC转换器反馈的控制。

2010年以来，工程机械行业市场状况急转，利润大幅“跳水”。 受2008年经济刺激政策的影响，企业产能大幅扩张，导致现在企业面临去产能和去库存的双重压力。宏观经济低迷、市场需求不旺也暴露出工程机械产品同质化的问题。有专家讲, 制造业企业创新能力不足，其“一窝蜂”的经营理念导致产品同质化现象严重，从而造成行业产能过剩，企业竞争力降低。“商品卖不出去，一旦遇上市场低迷，企业就将处于低利润甚至亏损的境地。”没有夕阳的产业，只有夕阳的企业。市场状况短期之内难以转变，工程机械企业积极调整企业资本结构，推进产业升级才是王道。

转型升级刻不容缓

全国人大代表王金富表示：“中国制造业已经走到了一个重要关口，高端转型、产业升级刻不容缓”。 中国制造业一个不争的事实已经摆在我们面前，中国制造业将在未来的发展中遭遇拐点，要么走产业升级的道路，向制造业供应链和价值链的高端延伸，要么被成本更低的地区和国家所取代。以中国周边的越南、印度等新兴发展中国家为例，其追赶竞争势头已经令“中国制造”在比较成本上日趋“式微”;加上美欧等发达国家“再工业化”的制造业“回归”挤压堵截，中国“世界工厂”这个地位恐将遭遇严峻考验。而工程机械行业多种核心零部件尚不具备自主研发制造能力，市场前景堪忧。中国工程机械工业协会数据显示，国内13家主要企业2012年整体销售收入是3698.6亿元，比2011年下降了3.68%;利润则减少了223.43亿元，降幅达到34.1%。工程机械行业2012年给出的成绩已经为行业敲响了警钟，转型升级势在必行。

提高工程机械产品科附加值

只有走转型升级的道路才能改变工程机械行业产品同质化严重现象。众所周知，不仅工程机械产品，“中国制造”都因产品技术含量低，附加值低而饱受诟病。而提高工程机械产品附加值，应从以下几个方面入手。

一是制造企业要从提升工程机械的制造工艺入手，加大科技研发和技术更新的力度，淘汰陈旧加工设备和工艺，同时也应不断的吸收消化国内外的先进制造技术，重点开发设计制造所应用的先进技术和数字化加工工艺，利用先进的科技检测手段从源头上提高工程机械的质量，让中