“零功耗安全”待机电源控制技术及其实现
                                       周先谱
               （内蒙古科技大学科技中心，包头市曙光科技有限公司（014010））

    我国人均可耕地仅为世界平均值的1/5，水资源为1/4，石油储量仅为1/50……，我们单位GDP的煤、电消耗能源是美国的4.3倍、德国和法国的7.7倍、日本的11.5倍；水资源的消耗是美国的近10倍、日本的24倍。高资源占用造成严重的环境污染，近十年来，我国SO2排放量一直位居世界第一，排放总量增长在两位数以上……。随着经济高速发展，有理由担心：我们是否有能力支付急剧攀升的能源成本？整个世界能否为我们提供这么多的能源？如果真的消耗这么多能源，华夏大地是否还能适合人类的生存？

    电子产品不发挥预定功能时所处于的特定状态称为待机状态。通常所指的待机状态是指采用交流电源支持下的低功耗待命状态，这种待机也称为热待机。例如遥控家电采用遥控器关机后所处的状态。

    用遥控器关机的家电仍然会消耗电能，被称为待机能耗。我国有88%的电视机采用待机模式，待机平均待机能耗为8.1瓦，一些大屏幕电视机的待机能耗竟高达21瓦，影碟机>11瓦，音响>12瓦，一台标配的计算机超过40瓦……，一个小小的充电器待机能耗也在1瓦以上。我国仅电视机待机就需要284万千瓦电源容量，每年耗电超过186亿千瓦时。面对日趋严厉的能耗指标[1],[2],[3]，交流待机技术正面临严峻的挑战。

    雷击、交流电源意外事故、电器和线路绝缘老化、受潮、粉尘、空气中的带电粒子都可能对待机的电器构成严重威胁。由于家电无法维护，待机条件下无人值守，往往造成严重后果。采用交流电源待机的电器存在严重的安全隐患。待机时关闭电源开关和拔掉插头，又使家电的遥控开关机功能大打折扣，给用户带来不便。

    追求更低的待机能耗与更高的待机安全性能将是未来家电设计中必须同时面对的两个问题。而要解决待机安全问题可能比继续降低待机能耗还要困难。

    本文提出了一种极端低功耗设计理念以及创新的控制结构，通过把待机电源控制装置的待机能耗降到极端低下的水平，使得采用一节长寿命、小容量电池就可以长期支持待机，待机时可以物理切断交流电源，实现了零功耗与本质安全待机，从而彻底解决了家电待机能耗与待机安全问题。

【摘  要】分析了传统待机技术面临的主要问题，提出了一种创新的解决方案，通过采用极端低功耗设计，使待机电源的损耗降到了极端低下的水平，可以通过一节小容量电池长期支持待机，从而彻底解决了家电待机能耗与待机安全问题，并给出了应用该方案所取得的实际结果。
【关键词】待机能耗，零功耗，本质安全

作者简介：
周先谱  教授 北京科技大学博士研究生 硕士生导师，主要研究方向为家电节能、高性能工业控制计算机体系结构、嵌入式系统及其应用，包头曙光科技有限公司总经理。

参  考  文  献

[1] CCEC/T17—2002，中国节能产品认证技术要求—彩色电视广播接收机节能产品认证技术要求，中国节能产品认证管理委员会, 2002-02-01，http://www.cecp.org.cn/downloadwords/T174-16.doc
[2]CSC/G1121-2004  A版，彩色电视广播接收机节能产品认证实施规则（摘要）．中标认证中心（CSC），2004年9月1日
[3]GB12021.7-2005.彩色电视广播接收机能效限定值及节能评价值.中国标准化研究院，2005年 月 日
[4] 松冈崇，石冈秀哲，日高彰．待机电能控制装置．中华人民共和国国家知识产权局—发明专利，三菱电机株式会社，99101045.0,2004年4月12日
[5] 锦织，俊彦．省电型电子设备．日本专利，P2000-7851A，キヤノン株式会社，2000年3月14日
[6] 岩尾，明男．电源装置．日本专利，P2001-103745A，东芝 ライテツク株式会社，2001年4月13日
[7] 高杉，和夫．电源控制装置．日本专利，P2001-339851A，日立マクセル株式会社，2001年12月7日
[8] Data sheet: 《MSP430x11x1 MIXED SIGNAL MICROCONTROLLER》， Texas Instruments corporation， SEPTEMBER 1999
[9] 一种零功耗待机电源控制装置-检验报告.内蒙古自治区电子产品质量检验所，2005年2月30日