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应用MIP006 芯片实现家用电器超低待机功率的设计 肖志平 广东美的制冷设备有限公司 佛山 528311 xiaozp@ 摘 要：介绍了利用日本松下公司的 MIP006 开关电源芯片、超级电容及相关控制电路，实现家用电器超低待机功率的设计方 案，介绍了控制器实现超低待机功率的原理，设计了控制器的硬件框图，并结合 MIP006 芯片和超级电容的具体应用对电源 部分的设计进行了详细说明，并给出了主程序的设计框图，此设计方案具有较强的实用性和智能化的特点，大大地提高了家 用电器的节能性。 关键字：MIP006、辅助电源、超级电容、控制器 随着人们环保意识的增加，以及家用电器控制技术和节能技术的进一步发展，具有节能技术的家电产 品在生活中很受消费者的欢迎，然而消费者往往关注其工作过程的耗电量，而忽略其非工作过程即待机状 态下的耗电量。家电产品的节能除了应体现在工作过程中外，还应体现在待机状态下。本文以 MIP006 开 关电源芯片作为主电源，超级电容作为辅助电源，配置相关控制电路，并通过单片机程序控制为例，详细 介绍了家用电器实现超低待机功率的设计方案。 1 控制器设计原理 智能家电在待机状态下，虽然所有负载处于关闭状态，但由于智能控制的要求，控制器的单片机系统 及控制信号检测电路仍需要工作，因此开关电源部分是不能停止工作的，所以待机下的耗电主要消耗在这 两个方面。 在不影响功能的情况下，那如何才能降低待机状态下的功耗呢。解决此问题的方法就是，增加一路辅 助电源，在开关电源（主电源）电路关断的情况下，由辅助电源给单片机系统及控制信号检测电路进行供 电，当辅助电源的电量耗用到一定程度时，开启主电源给辅助电源进行充电，充满电后，再关闭主电源。 要使该方案实现超低待机功率，需要确保辅助电源的充电次数尽可能地少和充电时间尽可能地短。因此辅 助电源的容量不宜设计过大，否则辅助电源单次充电时间会延长，同时通过优化处理单片机系统及检测电 路来降低待机模式下的负载电流，以延长辅助电源的供电时间，减少辅助电源的充电次数。 该方案的硬件设计框图如图 1 所示。 图 1 智能家电产品超低待机功率硬件设计框图 控制器由单片机系统、EMI 滤波电路、整流稳压电路、开关电源电路（主电源）、开关电源工作/睡眠 控制电路、辅助电源、充电控制电路、电源切换电路、控制信号检测电路、信号采样及负载电路组成。 单片机系统为控制器的核心电路，指挥控制器完成整机的各项功能，具有正常工作和待机两种模式。 开关电源电路亦具有工作与睡眠两种模式，由单片机输出控制信号进行外部控制。控制器正常工作时，开 关电源电路处于工作状态，控制器待机时，开关电源电路切换为睡眠模式。控制器的工作模式，由单片机 系统根据控制信号中的开关机指令信号来判定执行。当单片机系统从控制信号检测电路接收到开机指令信 号时，控制器进入正常工作模式，单片机控制开关电源电路同步工作，以提供控制器所需的低压电压；当 IT Time Weekly 260 单片机系统接收到关机指令信号时，控制器进入待机模式，单片机系统关断负载电路和信号采样电路，并 将开关电源电路切换为睡眠状态，同时打开辅助电源，为单片机及控制信号检测电路提供电源，此时控制 器几乎不从市电电网取电，其电力基本上由辅助电源提供。 由于辅助电源的储存电量是有限的，且自身会消耗一定的电量，因此在设计时，无论控制器处于正常 工作模式还是待机模式时，单片机系统均需要一直对辅助电源的电量进行监控，当辅助电源的储存电量降 至预设的低压警示值时，单片机系统需要打开充电控制电路，由主电源（开关电源）对辅助电源进行充电， 当辅助电源的电量充至预设的高电压值时，单片机系统关断充电电路，完成对辅助电源的充电。 在控制器待机模式下，辅助电源储存的电量消耗至低电压警示值时，需要触发开关电源工作对辅助电 源进行充电，为将待机模式下的充电对待机总功率的影响降至最低，因此需要对辅助电源的充电次数和充 电时长进行设计。遵循的基本原则为充电次数尽量少、充电时间尽量短。 2 电源设计 2.1 开关电源（主电源）的设计 目前市场上常用的开关电源芯片因需要保证其额定的负载输出能力，故当外部负载电流在极小的情况 下时，其自身的功耗仍然会维持在较高的状态，因此此类电源芯片不能满足整机超低待机功率的要求。为 实现轻负载