DC電源的待機功率非常低或為零

在未來，普通家庭將有超過60臺設備每天24小時插入和待機。從咖啡機和電視到充電器和智能插頭，即使不活動，這些設備也可能使家庭花費數百美元。但隨著消費者對電子產品的需求增加，全球能源標準正在推動減少待機損耗的需求。

例如，歐洲委員會行為準則（COC）和美國能源部（DOE）定義了電源處於開啟狀態但與負載斷開連接時的備用電源標準。COC將1W至49W輸出功率額定值的空載功耗限制為75mW（第2層），DOE為100mW。能源之星計劃在美國開發並擴展到歐盟，用於手機充電器，將最高5星的空載功率限制在30mW。然而，即使是低於5mW的待機功率，該行業仍在推動，這被稱為零待機功率。

在低功率水平下，反激式拓撲結構可能是離線設計的最佳選擇。它是最便宜的隔離拓撲之一，因為它使用的組件數量非常少。在過去，光耦合器通常用於調節次級側輸出，但現代準諧振（QR）反激式控制器提供初級側調節，使設計人員能夠完全繞過光耦合器。

初級側調節通過偏置繞組使用磁反饋來關閉反饋環路。這使其成為最具成本效益的隔離式離線拓撲結​​構，因為連接到偏置繞組的簡單電阻分壓器足以調節輸出電壓。本文重點介紹如何實現初級側穩壓QR反激的低待機功耗。

初級側調節反激式

圖1：初級側調節反激

圖1顯示了德州儀器（TI）的PS QR反激式控制器（UCC28710）的原理圖。準諧振操作使用由電路寄生和初級電感引起的諧振振鈴來降低開關損耗（參見圖2：開關節點電壓）。

在變壓器的磁芯完全消磁（次級側電流降至零）之後，將存在由初級電感和存儲在寄生開關節點電容中的能量引起的諧振振鈴。控制器檢測諧振振鈴的谷值並接通MOSFET。開關頻率變化以使開關事件發生在谷中。谷底的較低開關節點電壓降低了開關損耗。

圖2：開關節點電壓（初級MOSFET的漏極 - 源極電壓）

備用電源組件

總備用電源由兩個主要部分組成。第一個主要部分是能量，從輸入開始每個開關週期，第二個主要部分是啟動電路的損耗。

輸入橋式整流器和大容量電容器的洩漏損耗也對總損耗有貢獻，但它們非常小（即使輸入電壓為230VAC，通常低於1mW），並且只能考慮實現零待機功率。

寄生開關節點電容和緩衝網絡也會增加備用電源的額外損耗。

最小循環能量

控制器從每個開關週期的輸入獲取最小量的能量，稱為最小循環能量。最低可能最小循環能量的兩個限制因素是最小可控導通時間t _{on_min}和最小開關頻率f _{sw_min}。t _{on_min}

為什麼會這樣？初級側穩壓器不會持續監控輸出電壓。控制器每個開關週期僅對輔助電壓進行一次採樣，以控制輸出電壓。在剩餘的時間內，控制器是盲目的。檢測負載瞬態可能需要一段時間，這意味著瞬態響應對於較長的週期時間更差，並且對於較低的開關頻率而言。

啟動電路

存在一種電阻啟動方法，其導致待機功率的高增加，因為啟動電阻器永久地連接到非常高的體電壓V _BLK，允許電力在電阻器中耗散。對於低待機功耗應用，必須使用主動啟動方法，如控制器UCC28710（參見圖1）。原理很簡單，通常在器件上，通常是耗盡型FET，取代啟動電阻。一旦輸出電壓上升，控制器就可以關閉啟動FET。這顯著降低了啟動電路中的損耗。

TVS緩衝網絡

對於低待機功率應用，最好使用TVS緩衝器而不是RCD（電阻器，電容器，二極管）緩衝器。雖然TVS緩衝器更昂貴，但它實現了更高的效率，因為在TVS陰極電壓達到V _in + V_clamp之前功率沒有消散。

選擇正確的二極管也非常重要 - 如果將TVS緩衝器用於谷底開關拓撲，則超快二極管非常重要。在某些低功耗應用中，可以放棄緩衝網絡。這將進一步降低待機功率。

寄生開關節點電容

寄生開關節點電容C _SN也對待機功率產生影響。C _SN是MOSFET（C _oss），變壓器，緩衝二極管，輸出二極管和佈局的寄生電容之和。主要部分是MOSFET輸出電容C _oss。每個開關週期，能量E _{IN_PAR}（E

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