ECO待機模式之外的另一種選擇是完全關閉模式，這種模式著眼於將能耗降至低於25 mW甚至0 W。如果大多數傳統方案是使用總電源開關（mains switch），那麼我們稍後將看到在成本和安全性指標上更好的另一種方案。

最後，電視製造商會意識到他們產品更環保所帶來的營銷優勢，在對用電成本不斷上升及對地球影響感到焦慮的消費者面前，突顯他們的產品與眾不同。

ECO待機電源轉換器的設計應當主要用於提供極低能耗，配合推廣極佳的ECO模式。此轉換器也支持完全待機，配合遙控、紅外線（IR）功能和外設控制以啟動電視（歐盟SCART規範）。轉換器在待機模式消耗的電流應當低於8mA（或能耗低於40 mW），從而將電視的總能耗保持在低於90 mW。這可能要求採用專用待機微處理器（μP），而這也正成為用於ECO待機模式的一種更先進的技術。

傳統固定頻率開關穩壓器在提供最大輸出功率方面的性能極佳，但由於使用壓縮電流以減輕可能的雜訊問題的跳週期模式，它們並不提供最佳的極低輸出功率性能。我們過去喜歡採用磁滯模式開關穩壓器，減少輕載時的開關週期數量並限制開關損耗。

如果總電源開關配合陰極射線管（CRT）電視在歐洲和亞洲被廣泛使用，平板電視並不需要這樣的部件來遵從安全/標準規範了（電壓不高於4kV）。雖然並非強制性要求，但我們也可以看到越來越多的平板電視配備了總電源開關，支援“綠色關閉模式”。如果這種方案看上去最簡單，高峰值浪湧電流及開關周圍要求的隔離（開關和線纜與電視機殼金屬部件之間的主隔離），則使得機械設計既複雜又昂貴，以此避免滋生安全問題及著火風險（可能需要氧化釩（VO）機殼塑膠材料）。開關在機殼中的位置也很重要，因為這可能會增加電磁干擾（EMI）問題，因纜線位置可能導致EMI濾波器成為“旁路”元件。

由於ECO待機方案在空載條件下的性能極佳，我們能夠提供主電源端能耗低於25mW的關閉模式。此關閉模式採用連接在次級端的小型低壓/低成本開關來控制，而不會產生任何隔離和EMI問題。這方案符合最嚴格的安全要求，不允許電視開關導通（否則開關關閉），並且在任何安全測試中能耗都不會高於15W。

為了能夠在待機和關閉模式下保持如此低的能耗，我們使用繼電器來斷開在這些模式下未被使用元件的連接。繼電器直接採用5V待機電源供電，並由電視機微處理器控制，在待機模式下可以避免約100mW的寄生能耗（PFC外圍元件和主電源濾波器X2電容放電阻抗）。

待機開關電源應當採用直接連接至主電源輸入（在繼電器前面）的專用二極體供電。由於待機模式下功率受到限制，單相整流就已足夠，由PFC輸出“轉移而來的電能（take over）”以源自PFC在工作模式的400V電壓為待機開關電源供電，在5 V待機輸出端提供高達7.5 W功率（電流

1.5A）。

待機開關電源初級端

《圖一　待機開關電源初級端電路圖》

由於嵌入了啟動穩壓器，待機開關穩壓器IC100能夠在主電源電壓範圍內短時間啟動（90Vac電壓時，啟動時間短於20ms）。此IC採用磁滯模式工作，內部限制最大恆定初級電流，提供穩壓功能，並以可變週期調節轉換的能量。為了在待機模式下提供極低輸出能耗，此控制器採用極低頻率工作，使每個週期保持同樣的最大電流，大幅減小開關損耗，並因此為低能耗/ECO模式提供極佳能效（90Vac電壓時，空載時的71Hz跳週期模式頻率上升至322Hz，從而提供8mA / 40mW輸出）。

《圖二　待機開關電源次級端電路圖》

《圖三　提供400V PFC輸出電壓和最大輸出電流時的導通（ON）模式》

5 V輸出端電壓 = 4.85 V

最大輸出電流 = 1.9 A

IC100

最大漏極電壓 = 580 V

峰值漏極電流 = 440 mA

待機開關電源次級端

此電源設計提供單5V待機電源，在導通模式提供達1.5A電流。TLV431（而非TL431），即分流穩壓器IC101，用於穩壓，降低ECO模式的電流消耗（因為極化需要更低的電流），並為5V電源提供更大的電壓裕量。

功能型關閉開關

此開關可以比總電源開關小得多，僅要求10V和直流2A的能力。此開關連接在次級端，不需要與電視機殼的金屬部件有任何隔離，且在電壓低於10V時不存在任何著火風險。

總體方案貫徹了安全性要求，不允許電視機在開關上沒有動作就切換至導通/工作模式，並在任何安全測試（短路或任何電氣部件開路）中都將主電源端的能耗保持在低於15W。

在沒有輸出負載時待機電源仍將保持工作，採用230Vac供電時在主電源端的能耗小於25mW。這在成本低得多的情況下提供極佳性能，並且避免可能的安全性問題，為電源總開關提供了另一極佳選擇。

待機/導通控制及過壓保護（OVP）

源自電視機微處理器的“待機”控制將控制電源，使系統能夠進入導通/工作模式，或迫使其保持在待機模式。由於“待機”控制高達5 V的電壓，訊號電晶體驅動繼電器以主電源電壓為PFC供電，同時驅動光耦合器，以待機電源輔助電壓VCC1為所有初級控制器/IC供電。當電視進入待機模式時，繼電器和光耦合器都將由待機控制線路變為低電平而關閉。

次級5V待機輸出對地短路

在出現輸出對地短路的情況下，IC中的電流將保持為相同的峰值，但由於不能完成能量的傳遞，系統將採用連續導電模式工作，變壓器、IC和二極體中的均方根（RMS）電流要高得多。

由於關閉了穩壓，驅動穩壓引腳的控制器就沒有回饋。而由於沒有回饋控制，IC將停止工作，直到Vcc電壓降到夠低以配合重啟。電源將保持以低頻（約7kHz）猝發或跳週期模式工作，關閉時間占70%，防止出現任何過溫或安全問題。

總體能耗及能效表現

結語

電視應用現在有可能獲得能耗低於90mW、提供完整待機功能及符合所有規範要求的ECO待機模式。如果這種模式要求專用額外待機開關電源，那麼這樣的專用待機開關電源配置就可以避免複雜設計，提供大功率的轉換器，能夠提供夠好的待機模式性能（額外開關對能效和安全性至關重要）。尤為重要的是，這種方案由於具備極佳的“空載”性能，能以經濟的“關閉”模式進一步降低能耗，還幫助提升可靠性，避免傳統高壓總電源開關方案附帶的安全風險。

---本文作者為安森美半導體電視系統應用經理---