降低LED照明開關(guān)電源待機(jī)功耗方法探討

與普通光源相比，LED燈具有效率高、環(huán)保和使用壽命長的特性，因而它們正在成為降低室內(nèi)和外部照明能耗的主選解決方案。設(shè)計用于照明供電的開關(guān)電源也應(yīng)該具有高效率，以便順應(yīng)LED燈的節(jié)能特性。除了在正常工作過程中具有高功率轉(zhuǎn)換效率之外，開關(guān)電源的待機(jī)功耗也成為LED業(yè)界的普遍關(guān)注焦點(diǎn)。在不遠(yuǎn)的將來，待機(jī)功耗有望調(diào)整到1W甚至300mW以下。然而，在LED照明應(yīng)用中，專用于待機(jī)電源的輔助功率級并不適用，主要是因?yàn)檎彰鲬?yīng)用在工作期間 不存在待機(jī)條件。但是，為燈泡供電的開關(guān)電源即便在沒有燈或者燈已損壞的條件下仍然與電網(wǎng)連接并吸取能量。這是在照明應(yīng)用中關(guān)心待機(jī)功率水平的主要原因。

在空的辦公樓中，待機(jī)功耗特性不良的照明系統(tǒng)是不環(huán)保的，本文探討如何引入簡單的輔助電路來降低待機(jī)功耗。所提議的電路能夠?qū)崿F(xiàn)功率因數(shù)校正（PFC）級的間歇工作，該P(yáng)FC級是降低照明開關(guān)電源的待機(jī)功耗所必需的。為了評估所提議的電路，我們設(shè)計了一個額定功率為120W的兩級開關(guān)電源，在 寬泛的輸入電壓范圍下可以獲得低于1W的待機(jī)功耗。

兩級配置

由于額定功率的原因和改善功率因數(shù)的需求，LED街燈的開關(guān)電源通常使用兩級配置，它由第一級的PFC模塊和第二級的下游DC-DC轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。在100W左右的中等功率范圍，臨界導(dǎo)通模式（CRM）是PFC級合適的控制方案。在這個額定功率范圍中，下游DC-DC轉(zhuǎn)換器通常采用準(zhǔn)諧振反激拓?fù)�。高度集成的FAN6300脈寬調(diào)制（PWM）控制器具有一個內(nèi)部波谷電壓檢測器，能夠保證電源系統(tǒng)在寬泛的線路電壓范圍內(nèi)工作于準(zhǔn)諧振狀態(tài)，并減小開關(guān)損 耗，使功率MOSFET漏極上的開關(guān)電壓最小化。為了最大限度減小待機(jī)功耗和改善輕負(fù)載效率，專有的綠色模式功能提供關(guān)斷時間（off-time）調(diào)制，以便降低開關(guān)頻率，并執(zhí)行延長的波谷電壓開關(guān)，保證MOSFET在關(guān)斷時漏-源電壓保持在最低水平。使用這項(xiàng)特性，第二DC-DC級在無負(fù)載條件下進(jìn)入間 歇工作模式，能夠獲得非常理想的待機(jī)功耗特性。大多數(shù)現(xiàn)有的PFC控制器并無間歇工作功能，主要是因?yàn)镻FC級最初針對消費(fèi)應(yīng)用和顯示器應(yīng)用，而在那些應(yīng) 用中為PFC和DC-DC級提供電壓源的輔助電源是分離的。在LED照明應(yīng)用中，通常不采用輔助功率級，因此，應(yīng)該關(guān)斷PFC級，否則待機(jī)功耗無法低于1W.

PFC級的間歇工作模式

在兩級開關(guān)電源中，應(yīng)關(guān)斷PFC級，以滿足待機(jī)功耗法規(guī)的要求。關(guān)斷PFC級的主要原因是大多數(shù)PFC控制器沒有間歇工作（Burst- operation）特性。如果PFC控制器不支持間歇工作模式，PFC級將會連續(xù)工作，即便在無負(fù)載條件下也會吸取能量。因此，對于帶有現(xiàn)有PFC控制 器的兩級開關(guān)電源設(shè)計而言，關(guān)斷PFC級是唯一可行的方法。但是，在重新啟動PFC級時會出現(xiàn)大的沖擊電流，并導(dǎo)致MOSFET等功率開關(guān)上電壓或電流應(yīng) 力的增加。此外，還會導(dǎo)致LED燈在恒流工作期間出現(xiàn)閃爍。業(yè)界需要找到一種新途徑來滿足待機(jī)功耗法規(guī)要求，同時避免上述問題。解決完全關(guān)斷PFC級帶來 的這些副作用的一個可行方法是PFC級采用間歇工作方式。

建議使用一種簡單的輔助電路，將PFC的工作與準(zhǔn)諧振反激DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行同步，因?yàn)楫?dāng)DC-DC轉(zhuǎn)換器開始間歇工作時，PFC級也能夠進(jìn)入間歇工作模式。一旦第二級反激轉(zhuǎn)換器結(jié)束間歇模式工作，PFC級會立即退出間歇工作模式。圖1為該輔助電路的工作原理。PFC級的偏置電源受到準(zhǔn)諧振反激DC-DC轉(zhuǎn)換器反饋的控制。

2010年以來，工程機(jī)械行業(yè)市場狀況急轉(zhuǎn)，利潤大幅“跳水”。 受2008年經(jīng)濟(jì)刺激政策的影響，企業(yè)產(chǎn)能大幅擴(kuò)張，導(dǎo)致現(xiàn)在企業(yè)面臨去產(chǎn)能和去庫存的雙重壓力。宏觀經(jīng)濟(jì)低迷、市場需求不旺也暴露出工程機(jī)械產(chǎn)品同質(zhì)化的問題。有專家講, 制造業(yè)企業(yè)創(chuàng)新能力不足，其“一窩蜂”的經(jīng)營理念導(dǎo)致產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，從而造成行業(yè)產(chǎn)能過剩，企業(yè)競爭力降低�！吧唐焚u不出去，一旦遇上市場低迷，企業(yè)就將處于低利潤甚至虧損的境地�！睕]有夕陽的產(chǎn)業(yè)，只有夕陽的企業(yè)。市場狀況短期之內(nèi)難以轉(zhuǎn)變，工程機(jī)械企業(yè)積極調(diào)整企業(yè)資本結(jié)構(gòu)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級才是王道。

轉(zhuǎn)型升級刻不容緩

全國人大代表王金富表示：“中國制造業(yè)已經(jīng)走到了一個重要關(guān)口，高端轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級刻不容緩”。 中國制造業(yè)一個不爭的事實(shí)已經(jīng)擺在我們面前，中國制造業(yè)將在未來的發(fā)展中遭遇拐點(diǎn)，要么走產(chǎn)業(yè)升級的道路，向制造業(yè)供應(yīng)鏈和價值鏈的高端延伸，要么被成本更低的地區(qū)和國家所取代。以中國周邊的越南、印度等新興發(fā)展中國家為例，其追趕競爭勢頭已經(jīng)令“中國制造”在比較成本上日趨“式微”;加上美歐等發(fā)達(dá)國家“再工業(yè)化”的制造業(yè)“回歸”擠壓堵截，中國“世界工廠”這個地位恐將遭遇嚴(yán)峻考驗(yàn)。而工程機(jī)械行業(yè)多種核心零部件尚不具備自主研發(fā)制造能力，市場前景堪憂。中國工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)13家主要企業(yè)2012年整體銷售收入是3698.6億元，比2011年下降了3.68%;利潤則減少了223.43億元，降幅達(dá)到34.1%。工程機(jī)械行業(yè)2012年給出的成績已經(jīng)為行業(yè)敲響了警鐘，轉(zhuǎn)型升級勢在必行。

提高工程機(jī)械產(chǎn)品科附加值

只有走轉(zhuǎn)型升級的道路才能改變工程機(jī)械行業(yè)產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重現(xiàn)象。眾所周知，不僅工程機(jī)械產(chǎn)品，“中國制造”都因產(chǎn)品技術(shù)含量低，附加值低而飽受詬病。而提高工程機(jī)械產(chǎn)品附加值，應(yīng)從以下幾個方面入手。

一是制造企業(yè)要從提升工程機(jī)械的制造工藝入手，加大科技研發(fā)和技術(shù)更新的力度，淘汰陳舊加工設(shè)備和工藝，同時也應(yīng)不斷的吸收消化國內(nèi)外的先進(jìn)制造技術(shù)，重點(diǎn)開發(fā)設(shè)計制造所應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)和數(shù)字化加工工藝，利用先進(jìn)的科技檢測手段從源頭上提高工程機(jī)械的質(zhì)量，讓中