與普通光源相比,LED燈具有效率高、環(huán)保和使用壽命長(zhǎng)的特性,因而它們正在成為降低室內(nèi)和外部照明能耗的主選解決方案。設(shè)計(jì)用于照明供電的開(kāi)關(guān)電源也應(yīng)該具有高效率,以便順應(yīng)LED燈的節(jié)能特性。除了在正常工作過(guò)程中具有高功率轉(zhuǎn)換效率之外,開(kāi)關(guān)電源的待機(jī)功耗也成為L(zhǎng)ED業(yè)界的普遍關(guān)注焦點(diǎn)。在不遠(yuǎn)的將來(lái),待機(jī)功耗有望調(diào)整到1W甚至300mW以下。然而,在LED照明應(yīng)用中,專用于待機(jī)電源的輔助功率級(jí)并不適用,主要是因?yàn)檎彰鲬?yīng)用在工作期間 不存在待機(jī)條件。但是,為燈泡供電的開(kāi)關(guān)電源即便在沒(méi)有燈或者燈已損壞的條件下仍然與電網(wǎng)連接并吸取能量。這是在照明應(yīng)用中關(guān)心待機(jī)功率水平的主要原因。
在空的辦公樓中,待機(jī)功耗特性不良的照明系統(tǒng)是不環(huán)保的,本文探討如何引入簡(jiǎn)單的輔助電路來(lái)降低待機(jī)功耗。所提議的電路能夠?qū)崿F(xiàn)功率因數(shù)校正(PFC)級(jí)的間歇工作,該P(yáng)FC級(jí)是降低照明開(kāi)關(guān)電源的待機(jī)功耗所必需的。為了評(píng)估所提議的電路,我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)額定功率為120W的兩級(jí)開(kāi)關(guān)電源,在 寬泛的輸入電壓范圍下可以獲得低于1W的待機(jī)功耗。
兩級(jí)配置
由于額定功率的原因和改善功率因數(shù)的需求,LED街燈的開(kāi)關(guān)電源通常使用兩級(jí)配置,它由第一級(jí)的PFC模塊和第二級(jí)的下游DC-DC轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。在100W左右的中等功率范圍,臨界導(dǎo)通模式(CRM)是PFC級(jí)合適的控制方案。在這個(gè)額定功率范圍中,下游DC-DC轉(zhuǎn)換器通常采用準(zhǔn)諧振反激拓?fù)。高度集成的FAN6300脈寬調(diào)制(PWM)控制器具有一個(gè)內(nèi)部波谷電壓檢測(cè)器,能夠保證電源系統(tǒng)在寬泛的線路電壓范圍內(nèi)工作于準(zhǔn)諧振狀態(tài),并減小開(kāi)關(guān)損 耗,使功率MOSFET漏極上的開(kāi)關(guān)電壓最小化。為了最大限度減小待機(jī)功耗和改善輕負(fù)載效率,專有的綠色模式功能提供關(guān)斷時(shí)間(off-time)調(diào)制,以便降低開(kāi)關(guān)頻率,并執(zhí)行延長(zhǎng)的波谷電壓開(kāi)關(guān),保證MOSFET在關(guān)斷時(shí)漏-源電壓保持在最低水平。使用這項(xiàng)特性,第二DC-DC級(jí)在無(wú)負(fù)載條件下進(jìn)入間 歇工作模式,能夠獲得非常理想的待機(jī)功耗特性。大多數(shù)現(xiàn)有的PFC控制器并無(wú)間歇工作功能,主要是因?yàn)镻FC級(jí)最初針對(duì)消費(fèi)應(yīng)用和顯示器應(yīng)用,而在那些應(yīng) 用中為PFC和DC-DC級(jí)提供電壓源的輔助電源是分離的。在LED照明應(yīng)用中,通常不采用輔助功率級(jí),因此,應(yīng)該關(guān)斷PFC級(jí),否則待機(jī)功耗無(wú)法低于1W.
PFC級(jí)的間歇工作模式
在兩級(jí)開(kāi)關(guān)電源中,應(yīng)關(guān)斷PFC級(jí),以滿足待機(jī)功耗法規(guī)的要求。關(guān)斷PFC級(jí)的主要原因是大多數(shù)PFC控制器沒(méi)有間歇工作(Burst- operation)特性。如果PFC控制器不支持間歇工作模式,PFC級(jí)將會(huì)連續(xù)工作,即便在無(wú)負(fù)載條件下也會(huì)吸取能量。因此,對(duì)于帶有現(xiàn)有PFC控制 器的兩級(jí)開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)而言,關(guān)斷PFC級(jí)是唯一可行的方法。但是,在重新啟動(dòng)PFC級(jí)時(shí)會(huì)出現(xiàn)大的沖擊電流,并導(dǎo)致MOSFET等功率開(kāi)關(guān)上電壓或電流應(yīng) 力的增加。此外,還會(huì)導(dǎo)致LED燈在恒流工作期間出現(xiàn)閃爍。業(yè)界需要找到一種新途徑來(lái)滿足待機(jī)功耗法規(guī)要求,同時(shí)避免上述問(wèn)題。解決完全關(guān)斷PFC級(jí)帶來(lái) 的這些副作用的一個(gè)可行方法是PFC級(jí)采用間歇工作方式。
建議使用一種簡(jiǎn)單的輔助電路,將PFC的工作與準(zhǔn)諧振反激DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行同步,因?yàn)楫?dāng)DC-DC轉(zhuǎn)換器開(kāi)始間歇工作時(shí),PFC級(jí)也能夠進(jìn)入間歇工作模式。一旦第二級(jí)反激轉(zhuǎn)換器結(jié)束間歇模式工作,PFC級(jí)會(huì)立即退出間歇工作模式。圖1為該輔助電路的工作原理。PFC級(jí)的偏置電源受到準(zhǔn)諧振反激DC-DC轉(zhuǎn)換器反饋的控制。
2010年以來(lái),工程機(jī)械行業(yè)市場(chǎng)狀況急轉(zhuǎn),利潤(rùn)大幅“跳水”。 受2008年經(jīng)濟(jì)刺激政策的影響,企業(yè)產(chǎn)能大幅擴(kuò)張,導(dǎo)致現(xiàn)在企業(yè)面臨去產(chǎn)能和去庫(kù)存的雙重壓力。宏觀經(jīng)濟(jì)低迷、市場(chǎng)需求不旺也暴露出工程機(jī)械產(chǎn)品同質(zhì)化的問(wèn)題。有專家講, 制造業(yè)企業(yè)創(chuàng)新能力不足,其“一窩蜂”的經(jīng)營(yíng)理念導(dǎo)致產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重,從而造成行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩,企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力降低。“商品賣不出去,一旦遇上市場(chǎng)低迷,企業(yè)就將處于低利潤(rùn)甚至虧損的境地!睕](méi)有夕陽(yáng)的產(chǎn)業(yè),只有夕陽(yáng)的企業(yè)。市場(chǎng)狀況短期之內(nèi)難以轉(zhuǎn)變,工程機(jī)械企業(yè)積極調(diào)整企業(yè)資本結(jié)構(gòu),推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)才是王道。
轉(zhuǎn)型升級(jí)刻不容緩
全國(guó)人大代表王金富表示:“中國(guó)制造業(yè)已經(jīng)走到了一個(gè)重要關(guān)口,高端轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級(jí)刻不容緩”。 中國(guó)制造業(yè)一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)已經(jīng)擺在我們面前,中國(guó)制造業(yè)將在未來(lái)的發(fā)展中遭遇拐點(diǎn),要么走產(chǎn)業(yè)升級(jí)的道路,向制造業(yè)供應(yīng)鏈和價(jià)值鏈的高端延伸,要么被成本更低的地區(qū)和國(guó)家所取代。以中國(guó)周邊的越南、印度等新興發(fā)展中國(guó)家為例,其追趕競(jìng)爭(zhēng)勢(shì)頭已經(jīng)令“中國(guó)制造”在比較成本上日趨“式微”;加上美歐等發(fā)達(dá)國(guó)家“再工業(yè)化”的制造業(yè)“回歸”擠壓堵截,中國(guó)“世界工廠”這個(gè)地位恐將遭遇嚴(yán)峻考驗(yàn)。而工程機(jī)械行業(yè)多種核心零部件尚不具備自主研發(fā)制造能力,市場(chǎng)前景堪憂。中國(guó)工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示,國(guó)內(nèi)13家主要企業(yè)2012年整體銷售收入是3698.6億元,比2011年下降了3.68%;利潤(rùn)則減少了223.43億元,降幅達(dá)到34.1%。工程機(jī)械行業(yè)2012年給出的成績(jī)已經(jīng)為行業(yè)敲響了警鐘,轉(zhuǎn)型升級(jí)勢(shì)在必行。
提高工程機(jī)械產(chǎn)品科附加值
只有走轉(zhuǎn)型升級(jí)的道路才能改變工程機(jī)械行業(yè)產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重現(xiàn)象。眾所周知,不僅工程機(jī)械產(chǎn)品,“中國(guó)制造”都因產(chǎn)品技術(shù)含量低,附加值低而飽受詬病。而提高工程機(jī)械產(chǎn)品附加值,應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手。
一是制造企業(yè)要從提升工程機(jī)械的制造工藝入手,加大科技研發(fā)和技術(shù)更新的力度,淘汰陳舊加工設(shè)備和工藝,同時(shí)也應(yīng)不斷的吸收消化國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)制造技術(shù),重點(diǎn)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)制造所應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)和數(shù)字化加工工藝,利用先進(jìn)的科技檢測(cè)手段從源頭上提高工程機(jī)械的質(zhì)量,讓中