在現在需要電源管理和節省能量的時代，降低電源供應器在待機時的電能消耗越來越重要。已經有一些可以降低切換電源供應器在極輕載或無載時之切換損失和其他額定損失的實際方法被提出來。本篇論文探討脈衝省略模式(pulse skipping)、脈衝模式(burst mode)及非導通時間調變(off time modulation)。此外，也介紹降低啟動電流和其他損失的技術。 
損失分析 
以圖一中典型的反馳轉換器(flyback converter)為例，去分析電源轉換器的損失。因為反馳轉換器低價位和廣泛的輸入范圍的特性，在實際應用層面受到歡迎。對一個反馳轉換器而言，主要的損失包括了傳導損失(conduction loss)和切換損失(switching loss)，以及由控制電路所造成的損失。表二、三、四分別對這些主要損失，包括主要的傳導損失和切換損失，控制電路所造成的損失，列出了大約的估算和常用的解決對策。

 

可以很明顯的發現無論是傳導損失或切換損失，都和切換頻率有很密切的關系。降低切 換頻率可以有效的降低損耗，特別是在輕載時。但由波寬調變產生器所產生的波寬必須被控制，免得造成磁性元件的飽和。而且，反馳轉換器的輸出能量可以表示為 Po = (Vdc2 × Ton2 ) /(2 × Lp × T) ×η，其中η代表轉換效率。在輕載時，導通時間(Ton)很短暫，增長切換週期(T)， 或降低切換頻率(fs)，是一個很直覺的想法。


降低切換頻率 
降低切換頻率可以有效的降低電源損失。最近有許多實際降低頻率的方法被提出來 
[2-7]。SGS-Thompson[2]及 National Semiconductor[3]提出脈衝省略(pulse skipping)的 技術，根據負載的輕重程度，來決定省略切換脈衝與否，圖二表達了脈衝省略模式的概念， 等效降低切換脈衝數目來滿足在輕載的低損耗要求。如圖三所示，脈衝省略技術的主要缺點 是有可能會因為動態負載的改變造成回授延遲而產生輸出電壓突降和突昇的情形。 對一個反馳電源轉換器而言，輸出功率 Po = fs× Lp× Ip2 /2，其中 Lp 是變壓器一次側的 電感，而 Ip 是一次側電流，Ip = (Vin/ Lp)× Ton，輸出電源可以表示成 Po = (fs × Vin2 × Ton2 ) /(2 × Lp)，切換週期 T (=1/fs)突然被倍數延展開來。輸出功率和電壓也因此突然下 降，在那之后，導通時間 Ton會因為輸出電壓的回授而增加，來穩定輸出電壓，在這同時，也 造成輸出電壓突降的情形。另外，當省略的脈衝恢復時，導通時間 Ton也相對突然被延展開來， 造成輸出電壓突昇的情形。另外，脈衝省略技術是根據特定輸出負載變動來決定是否插入或 省略脈衝，在負載微小變化造成輸出電壓相近時，電源節省的情況就難以察覺。 
突衝模式(burst mode)[4]的技術，或稱打嗝模式(hiccup mode)或省略週期 模式。如圖四所示，當負載突然間下降，控制迴路要求縮短 Ton，在某一個負載程度下，脈衝 模式的控制電路開始防止導通時間 Ton減少，然后同時也開始週期性的遮蔽波寬調變的脈衝。 電源可以透過降低脈衝群寬度，或增加遮蔽週期長度，在不同的負載下，達到節省能量的目 的。此技術有兩個明顯的缺點，就是低頻干擾會和遮蔽週期一起諧震出現，而且負載的突然 改變，也會造成輸出電壓突降的情形，圖五表示可能的輸出電壓突降。                 

  非導通時間調變(off time modulation)[5-7]。圖六 表示了非導通時間調變的基本概念，當輸出電壓掉到臨界位準以下時，非導通時間(off time) 隨著負載下降而線性增加，切換頻率因而線性下降，因此在輕載和無載時可以降低功率損失。 圖七提供一個切換頻率相對於輸出功率的圖。非導通時間調變之動態響應應該比脈衝省略模式來得好，因為這是非導通時間是一個週期接一個週期調整。  

 

降低啟動損失 
傳統的起動電路如圖八(a)，其中 VSTA 是波寬調變控制器的起始臨界電壓，TD_ON 則是啟 動延遲(start-up delay)時間，TD_ON = (C1 x VSTA)/IC1 大的輸入電阻(Rin)可以有效的降低電阻性 損失，但啟動延遲時間將會延長。在圖八(b)是所提的建議電路，為了可以降低在輸入電阻(Rin) 所造成的起始損失。其中大的輸入電阻可以和小的電容 C1 一起使用，確保啟動延遲時間夠 短，而大電容(C2)是用來提供穩定電壓給 VDD。使用這種起始電路，起動損失可以非常低， 啟動延遲時間也可以非常短。 
結論 
這篇文章探討降低電源供應器待機功率損耗的方法。首先以數學描述大略估算了主要的 傳導、切換和控制電路損失，進而確認降低切換頻率為降低待機功率損耗的主要方法，接著 介紹各項已經被專利的降頻技術，及其可能的缺失。另外也介紹一個低損失的啟動電路，以 降低啟動電阻的損耗。最后，以本文所提出的方法，製作了一個實驗性的交流轉換器，其輸 出電壓電流規格為 12V/5A，在 240V 交流輸入且輸出無載時，輸入功率只有 0.1W。