前言
目前蘋果、三星與小米等全球頭部品牌正相繼推出了符合待機零功耗標準的充電器,對于行業來說,這也將逐漸變成產業共識。隨著頭部帶動與供應鏈平臺化成熟,零待機將逐漸下沉到主流市場,成為新一代快充與墻插面板的“出廠默認能力”。
什么是待機零功耗
據《IEC62301 家用電器待機功耗的測量》這一標準規定,功耗<5mw即為零待機。同樣,業界標桿企業之一的三星電子也將5mW定義為零待機的分界線。并于2021年8月在其網站明確提出,目前其手機充電器產品上執行的20mW待機標準在2025年前要全部更換到5mW。
待機零功耗應用場景
在眾多應用中,墻插面板與帶 USB-C 的插線板這類插墻設備無疑是待機零功耗最優落地場景,這類產品7×24 小時通電、空載頻次高,多口集中管理可有效攤薄系統損耗,同時正處于接口從 USB-A 向 USB-C、功率從低到高、單口到多口的代際更迭期,給待機零功耗相關技術的批量植入提供了天然窗口。龐大的家庭與公共空間裝機基數,使其成為零待機技術推廣的“樣板間”。
待機零功耗芯片解決方案
而要實現待機零功耗,當前的典型做法是以原邊高效控制為主、次級協同的系統化降耗。即原邊采用QR/DCM并在空載進入突發/降頻模式,去光耦或用低耗隔離反饋以消除光耦靜耗,次級SR在輕載窗口提前停驅避免反向電流。在實現方式上,通常會采用配套的AC/DC 主控 + SR同步整流,使突發時序、停驅門限與跨隔離反饋一致,從而穩定把空載做進毫瓦級并更易量產復現。
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接下來充電頭網將盤點一下各家推出的零待機功耗方案,供工程師快速選型。
以下排名不分先后,按企業英文首字母排序。
BPS 晶豐明源
晶豐明源新推出了一款PD快充組合方案,可以實現待機零功耗,在230V空載下的功率消耗僅在2mW以下,余量巨大。該方案由BP87640準諧振反激控制器芯片、BP62640次級側控制器芯片芯片構成。通過緊湊設計整合多功能模塊,可以有效提高設備性能,降低能源消耗。
晶豐明源BP87640
BP87640是晶豐明源推出的一款零待機功耗的準諧振反激控制器芯片,內置GaN門驅動器。該芯片具有130KHz的最大開關頻率,內部集成了700V高壓啟動電路,并支持最高150V的輔助供電,適用于非常廣泛的輸出電壓范圍。
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BP87640通過磁耦合器BP818與次級側控制器BP62640通信,實現了二次側調節。它通常在QR和DCM模式下進行谷底切換操作,具備高效率和良好的EMI性能。
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BP87640采用SSOP-10封裝,符合LPS規定,具有逐周期電流限制、輸出過電壓保護、輔助供電過電壓保護、二次整流器短路保護、反饋開路保護、過溫保護等保護機制,適用于QC / USB PD / 可編程交流/直流充電器領域,搭配這款芯片可以研發出高效率低功耗體積小的充電器。
晶豐明源BP62640
BP62640 是一款AC/DC次級側控制器,可與準諧振反激控制器芯片BP87640配合使用,在旅行適配器應用中實現零待機功率。
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BP62640采用基于輸出電壓紋波的控制算法,確保快速瞬態響應,同時消除了對復雜環路補償電路的需求。通過磁耦合器BP818向主控制器發送請求信號,實現對輸出電壓的精確調節。在待機狀態下,BP62640可進入超低功耗的睡眠模式,在次級端消耗極低,同時消除了反饋電阻網絡的損耗,而且磁耦合器無需偏置電流,進一步降低了系統功耗。
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此外,BP62640還集成了先進的同步整流控制器,優化了驅動占空比,提升了系統效率。通過電荷泵電源,輸出電壓可調至最低2.8V。BP62640提供QFN3*3-16L封裝,為電子設計提供了更多的選擇。
1、晶豐明源推出2mW待機功耗快充解決組合方案
HYASIC華源智信
華源智信產品是通過組合形式實現零待機(小于5mw),在空載時候切斷光耦,可以實現整個系統在待機時的功耗為4.5~4.8mW,可以滿足零待機,但余量不大。因此通過降低同步整流器的損耗,即通過協議切斷同步整流待機通電,可以讓整個系統的待機損耗降至3.X mW,剩余1.X mW的裕量,從而實現產品的量產化。
華源智信HY1662
華源智信HY1662是一款用于電源管理和電壓調整的PWM控制器芯片,其主要負責監測輸入電壓并控制輸出電壓以保持穩定。
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HY1662內置通信協議,在收到ZP信號后可進入低功耗式,驅動MOS或GaN針對Coo1Mos有自適應智能驅動,HY1662可以高壓啟動+低漏電,全QR操作,最高頻率200K,具有高達55V的工作電壓,適應輸出電壓范圍非常寬。
HY1662在該方案中旨在實現低于5毫瓦的待機功耗和50微安的待機電流。其集成了精密的恒壓(CV)控制方案,支持脈沖模式控制、PFM(脈沖頻率調制)、DCM(降壓模式)和QR(恒定導通時間)等多種控制模式,并具有頻率抖動、自適應MOSFET柵極驅動和熱關斷電路等功能。
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HY1662還集成了豐富的保護和功能,如線路補償、輸出過電壓保護、過溫保護、上電和斷電保護以及感應電阻器開路保護,同時提供SOP7封裝。
1、華源推出多功能PWM控制器HY1662,高效能量調整的最佳選擇
華源智信HY923
HY923是一款智能數字控制同步整流控制器,作為二極管模擬器工作。HY923可以在正端或負端應用,關斷速度快,反向尖峰電壓低,耐壓150V,驅動能力強,驅動電壓鉗位在7V,啟動時驅動下拉功能,具有積分功能以避免同步整流誤開通。
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HY923可以驅動標準N通道功率金屬氧化物半導體場效應晶體管,以替代肖特基二極管,實現高效率。HY923采用數字控制技術,以優化在不同應用中的DCM / PFM / CCM / QR多模式操作。數字控制技術進一步增強了穩健的CCM操作。
自適應預關斷方案不僅確保了快速切換,還最小化了開關損耗。自適應預關斷方案通過軟SR MOSFET關斷過渡,優化了電磁干擾(EMI)。通過INTG引腳可配置的電壓-時間閾值,避免了在DCM/QR模式下由于寄生環路引起的SR MOSFET誤觸發切換。
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HY923集成了多種功能,可以減少BOM并優化性能,提供SOT23-6封裝。
1、從高效快充到零待機功耗,探索華源HY1662和瑞薩iW986x系列的電源解決方案
2、華源智信HY923、HY1662和HY5501組成的PD快充方案公布,可實現待機零功耗
INJOINIC 英集芯
英集芯零待機功耗45W PD快充方案主要運用到高性能多模式零待機AC/DC反激控制器IP2017_S8以及支持寬電壓輸出系統的同步整流控制器IP2028的電源方案,可實現低待機功耗和待機電流,并提供多種保護和功能,以確保系統可靠性。
英集芯IP2017_S8
英集芯IP2017_S8是一款高性能離線式AC/DC一次側反激控制器,具有自適應多模式控制(MMC)和二次側調節(SSR)功能,適用于要求具有高功率密度和高精度輸出電壓/電流、低待機功率的應用。
IP2017_S8結合了頻率折返和谷底導通技術,通過減少開關損耗來實現高效率。通過加入頻率調制,能顯著降低EMI輻射和共模噪聲。具有寬廣的自適應開關頻率范圍,提高了輕負載效率,最大工作頻率經過優化,最大限度地降低器件溫度,提高滿負載效率。最小峰值電流也被優化設計以平衡待機功耗和音頻噪聲。
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IP2017_S8在輕載輸出條件下進入突發模式 (Burst Mode),此模式下其具有極低的工作電流(160μA),能顯著降低待機功耗,以滿足最嚴格的能效標準,如CoC V5和DoE VI標準。
IP2017_S8在空載輸出時實現零待機功耗(5mW),此模式下IP2017_S8具有極低的工作電流(31uA)。 還具有完善的保護功能和豐富的定制化配置參數,如最大頻率,輸出過壓保護(VS_OVP),輸出欠壓保護(VS_UVP), Brown-in/Brown-out,過溫保護(OTP),帶補償的過功率保護(OLP)功能。 采用SOP8封裝。
英集芯IP2028
同步整流控制器采用英集芯IP2028,這是一款支持寬電壓輸出系統的同步整流控制器,用于驅動高效反激變換器中的次級整流MOSFET,可取代肖特基二極管。通過檢測同步整流(SR)MOSFET的漏極-源極電壓,IP2028可以輸出理想的驅動信號開通或關斷MOSFET。
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同步整流的應用可以有效降低二次側整流器的功耗,獲得更高的效率和更低的溫升,實現更高的功率密度。僅需極少的外圍器件,IP2028就可以為3.3-21V輸出電壓應用提供高性能的解決方案。
IP2028無需輔助繞組供電,內部的穩壓電路就可以產生合適的電源電壓,這使得它適用于具有低輸出電壓要求的充電器應用,或采用高側同步整流方案的適配器應用。
為了保證快速關斷MOSFET的能力,隨著次級電流的減小,IP2028通過降低MOSFET的驅動電壓來將MOSFET的導通壓降調節至約40mV,并在漏極-源極電壓反向之前將其迅速關斷。可配置的振鈴檢測電路防止IP2028在不連續導通模式(DCM)和準諧振時的VDS振鈴導致錯誤開啟。IP2028采用SOT23-6封裝。
1、英集芯零待機功耗45W PD快充方案解析
Navitas 納微
納微NV9510
納微NV9510是一顆高頻準諧振反激控制器,支持寬范圍VDD供電電壓,從6.5V到78.5V,具備多種工作模式功能,通過混合QR和CCM工作模式在通用輸入和滿載范圍內實現高效率,支持調頻提升EMI性能。芯片內部集成高壓啟動和X電容放電,待機功耗小于20mW。
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芯片內部集成過壓,欠壓和過熱保護,支持逐周期過電流保護,支持取樣電阻短路保護和整流二極管短路保護,同時具備精確的自動重新啟動、鎖定和長自動重新啟動模式,非常適合用于超低零部件BOM的最佳可靠系統,最大限度保護設備的安全。
納微的GaN IC和控制器技術支持高頻率、高效率和低電磁干擾,以實現極具吸引力的成本結構的前所未有的功率密度,NV9510具備大于1W/cc可實現的功率密度,同時變壓器的尺寸非常小,只需要少量的外圍零部件即可實現完整的高性能電源解決方案。
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納微NV9510采用SOIC-10封裝,使設計者能夠實現簡單、快速和可靠的解決方案,適用于高功率密度的AC/DC電源、充電適配器等領域之中。
納微NV9701
NV9701 是一款次級同步整流控制器,專為隔離型反激式轉換器設計。通過實現特有的關斷控制算法,NV9701 能夠可靠地支持不連續導通模式 (DCM)、準諧振 (QR) 和連續導通模式 (CCM) 多種模式。
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NV9701 支持26.5V 的寬輸入電壓范圍,既適用于高邊應用,也適用于低邊應用。同時,其高頻率操作及低 EMI(電磁干擾)特性使其在低功耗應用中尤為突出。此外,該芯片還優化了同步整流 MOSFET 的門極關斷閾值控制,并采用了專有的 CCM SR 關斷算法,能夠有效減少 SR MOSFET 的開啟/關閉傳播延遲,從而提高轉換效率。
NV9701 采用 SOT-23-6L 小型封裝,典型應用場景包括為智能手機、平板電腦等便攜設備提供電源的 USB PD 快速充電器、便攜式設備的電源適配器,以及固定或可變輸出電壓的反激電源。
Renesas 瑞薩
瑞薩零待機功耗方案采用iW9860初級控制器搭配iW760次級控制器,組合實現了超低待機功耗,高轉換效率和高性價比的快充解決方案。
瑞薩iW9860
iW9860是一顆零待機功耗的數字控制反激控制器,芯片具備瑞薩專利的恒定頻率,準諧振和自適應多模式控制。
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iW9860開關頻率范圍為70kHz到130kHz,待機功耗為零,支持單層PCB設計,大大降低系統總成本,使用獨特的開關模式,包括自適應準諧振(QR)操作和自適應多模控制(MMC)以及連續導通模式(CCM),可大大提高效率的同時消除聽覺噪音并實現尺寸、效率和電磁干擾性能的優化,內置單點故障保護以及過溫保護閾值,大大提高設備的安全穩定性。
iW9860具有多模式控制包括PWM,PFM和突發模式,優化反激轉換器的性能,包括能效和EMI。通過搭配iW760可實現緊湊的快充充電器設計,實現高能效,高性價比的快充解決方案。
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renesas iW9860芯片采用6引腳SOT-23封裝,支持緊湊型電源設計,可應用在智能手機、平板電腦和其他便攜設備的快充交流/直流適配器中。
1、零待機功耗,極致性能體驗,renesas推出iW986x系列芯片
瑞薩iW760
iW760是一顆次級控制芯片,芯片內部集成協議功能,同步整流控制器和VBUS控制,支持PD3.0快充應用。
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芯片內置數字補償,用于反激轉換器的閉環控制。芯片采用硬連線狀態機,無需MCU編碼,消除了惡意提升輸出電壓造成設備損壞的隱患。
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瑞薩電子 iW760 資料信息。
1、iW986x系列零待機功耗芯片加持,瑞薩高性能45W快充方案解析
2、從高效快充到零待機功耗,探索華源HY1662和瑞薩iW986x系列的電源解決方案
SOUTHCHIP南芯科技
南芯科技SC3005
初級主控芯片來自南芯科技,型號SC3005,是一顆高性能多模式反激式PWM控制器,支持CCM/QR和DCM工作模式。芯片內置X電容放電和高壓啟動,可實現極低的待機功耗和超快的啟動時間。
SC3005具備自適應開關頻率折返功能,在整個負載范圍內獲得更高的效率。重載和滿載時,以最高開關頻率運行,輕載下,自動降低開關頻率,非連續模式下通過谷底開通來獲得高效率。當芯片進入休眠狀態時,超低功率損耗可實現低于5mW的待機功耗,實現零待機功耗。
SC3005集成自適應過電流保護功能,能夠在初級側控制最大輸出電流,適用于USB-PD快充,能夠減少極端情況下同步整流的電流應力。芯片具備全面完善的保護功能,并具備抖頻和智能驅動,改善EMI性能,采用SOP7封裝。
南芯科技SC3501
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同步整流控制器來自南芯科技,型號SC3501,是一顆自適應開通檢測和快速關斷同步整流控制器,無需輔助線圈供電,輸出電壓最高可達22V,最低可低至0V,滿足PD快充應用。專利的自適應開通檢測電路避免同步整流管誤開通,兼容多種MOS,具有超低的靜態電流,支持多種工作模式,支持高側和低側同步整流,外圍元件非常精簡,采用SOT23-6封裝。
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南芯科技 SC3501 資料信息。
uPSemi芯熠微
在2025(秋季)亞洲充電展上,芯熠微電子這次參展的零待機45W和65W雙C口充電器支持最新發布的蘋果17所需要的動態電源充電方式(USB PD3.2協議),支持先60W充電20分鐘再回到 40W。
芯熠微PD45W 2C GaN快充方案
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這是一款面向量產的“零待機”快充方案:在架構上采用同體系的初級 AC-DC 主控芯片μP5529 + 次級 SR 芯片μP7510協同,去光耦并以原邊自供電配合 QR/DCM 的 Hz 級突發降頻,輕載時次級提前停驅;在多口形態下對協議與下游 DC-DC 實施門控斷電,實現空載僅毫瓦級的待機功耗。
按 IEC 62301 口徑實測空載約 2.3 mW(115V)/≈4 mW(230V),實現“≤5 mW”的零待機目標,同時兼顧效率、EMI 與快速喚醒,便于穩定量產復現。
1、iPhone17 適配加速!2025(秋季)亞洲充電展上多家廠商首發 AVS 快充芯片與參考方案
2、2025快充插座新技術研討會演講預告:零待機全系列單口/多口GaN快充
充電頭網總結
按 IEC 62301 的標準把空載壓到 ≤5 mW即待機零功耗,各家零待機方案雖實現路徑不同,但目標一致,即在滿足 QR/DCM 多模高效工作的同時,把空載功耗穩定壓到毫瓦級并可量產復現。
當前零待機已從宣傳點變成硬指標,法規與品牌目標疊加,疊加 PD3.2/AVS 與高頻化的小型化趨勢,迫使供應鏈向初次級協同、標準化測量與參考設計閉環演進。對品牌與工程團隊而言,這既是能效與碳減排的直接收益,也是在多口快充與高功率密度時代的基礎能力。接下來,充電頭網將持續跟進并對比各家零待機方案與實測數據,幫助快速選型落地。
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