电饭锅关机和待机模式的研究

电饭锅关机和待机模式的研究陈灿坤李秀青（威凯检测技术有限公司广州510663）摘要:本文对比欧盟指令和IEC、EN、GB标准中“关机模式”和“待机模式”的定义，分析定义的区别，并举例分析了电饭锅产品关机和待机模式。关键词:电饭锅；关机模式；待机模式AnalysisonOffModeandStandbyModeofRiceCookersAbstract:Thispapercomparesthedefinitionsof“offmode”and“standbymode”ofEUdirective,IEC,EN,andGBstandardsThenitanalyzesthedifferenceofthesedefinitions.Finally,ittakestheexamplesandanalyzesthe“offmode”andthe“standbymode”ofricecookers.Keywords:ricecookers;offmode;standbymode我国节能产品认证中心的一项调查发现，一个普通城市家庭平均每天的待机能耗为0.36kWh，相当于开着一只30W的长明灯，每年至少为此多支出60元。积少成多，仅以电饭锅待机耗电计算，如果每天待机2小时耗电0.02度，全国4亿台电饭锅一年的待机耗电量就高达29.2亿度，相当于大亚湾核电站全年1/3的发电量。由于广大消费者、制造商对标准和技术法规中“待机模式”和“关机模式”认识不足，导致了产品在设计生产、市场准入评估、市场监督和消费者使用中有不同程度的误解，譬如原本为“关机模式”被误判为“待机模式”，原本既不是待机也不是关机的网络模式被要求符合待机模式限值……笔者认为有必要进一步研究并区分待机和关机模式。1.电饭锅发展历史二战以后，日本三菱开发了第一台电饭锅，其实就是一个带电热装置的锅，由于没有自动性，而且需要实时看护，实用性亟待提高。1956年，日本东芝公司试制了700个带“定时功能”的电饭锅，其原理为外锅加水以控制加热时间，当外锅的水蒸发后停止加热，而内锅的米也煮成饭。9年后，这种定时设计被改进，外锅底部安装磁钢温度控制装置，内锅水被米吸收及蒸发后，温度超过104℃时会自动停止加热。超过一半的日本家庭购置了这种新型电饭锅。20世纪80年代，出现装有微处理器的电子控制式电饭锅开始投放市场，可以设置火力、温度、时间、升温模式等。2000年在日本、韩国出现利用电磁感应原理加热的IH电饭锅，相对于传统电热盘加热的电饭锅，IH电饭锅更容易动态调整加热功率，控制升温模式，煮出的米饭口感更佳。2013年中国市场上出现可以直接WIFI连接网络、可远程控制的电饭锅，可以全自动完成放米、洗米、煮饭、煮粥、保温、关闭功能。同一时间也出现了没有电源软线的“无尾电饭锅”，其原理是利用发射器将电能无线传输到接受端电饭锅，彻底摆脱电源线的束缚。可以预见电饭锅将向着更好功能性、更节能环保方向发展，煮出的米饭口感更佳、控制更智能化，可以自动识别外部条件因素的变化，内部处理运算，执行预定策略操作。2.国内外标准（指令）中关机模式和待机模式的定义比较5份国内外标准（指令）提及待机和关机模式定义，如表1。表1国内外标准（指令）关机/待机模式定义比较序号标准（指令）关机模式定义待机模式定义1IEC62301:2005家用电器的待机功率测量方法没有关机模式定义最低功耗模式不能由用户关闭(影响)并且器具连接到主电源上，按照制造商提供说明书使用可能持续一段不确定的时间。注与器具预期主要功能相比，待机模式通常是一个无操作模式。在本标准中待机模式的定义只适用于确定待机功率或待机能耗。2IEC62301:2011家用电器的待机功率测量方法耗能产品连接主电源上且不提供任何待机模式、网络模式或工作模式的功能的模式，并且这种模式是可以持续的。只显示产品处于关闭位置的指示器被认为是属于关机模式的。耗能产品连接到主电源并且提供一个或多个面向用户的功能或保护功能的产品的任何状态，通常这些功能状态具有可持续性--通过遥控开关（包括遥控器），内部传感器，定时器来激活其他模式（包括激活或停止激活模式）;--连续功能：信息或状态显示，包括时钟显示;--连续功能：基于传感器的功能。3(EC)No1275/2008欧盟Erp指令关于家用电子电器和办公设备低功耗待机和关机的要求器具连接到主电源且不提供任何功能的一种状态。以下情况可以认为是关机模式：(a)仅仅提供一种关机模式状态指示的;(b)仅提供用来满足欧盟2004/108/EC电磁兼容指令要求的功能的状态。器具连接到主电源且打算依靠主电源供电使其工作，仅提供以下功能的状态为待机模式，这些功能可能持续一个不确定的时间：—重激活功能,或重激活功能和仅有重激活功能的指示，和/或—信息或状态显示。4EN50564:2011家用电子电器及办公用设备-低功率测试方法标准正文无定义，在注中引用（EC）No1275/2008指令中定义。标准正文无定义，在注中引用（EC）No1275/2008指令中定义序号标准（指令）关机模式定义待机模式定义5GB12021.6-2008自动电饭锅能效限定值及能效等级无关机模式定义自动电饭锅待机状态:产品连接到供电电源上且处于等待状态（电热元件不加热）的状态。注：上述定义均引用相对应标准。通过上表比较国内外标准（指令）中关机模式和待机模式的定义，可以归纳如下：1)IEC62301：2011跟IEC62301：2005相比，增加了关机模式的定义，而且待机模式的定义更详细，列举待机功能状态。定义清晰，更容易理解和识别；2)EN50564:2011没有对关机模式和待机模式进行定义，仅以“注”形式直接引用欧盟指令中的定义；3)GB12021.6-2008《自动电饭锅能效限定值及能效等级》没有关机模式的描述，待机模式的定义也不够准确，没能全面考虑各种待机状态。譬如电饭锅产品可能存在多种待机状态的待机模式，但定义中只规定其中一种情况而未提及其它情况。4)（EC）No1275/2008待机模式的定义中提到“持续不确定的时间、无限期时间”，IEC62301：2011提到“这些功能状态具有可待续性”，这说明在待机模式下，如果没有信号（包括人为操作信号和产品本身的传感器信号等）加以激活，将长久保持待机状态，这有利于帮助我们判断智能电饭锅、网络电饭锅的关机和待机模式。如电饭锅的“延时开”不属于待机模式。5)综合考虑表1中定义可以看出，利用主控CPU芯片是否带电等待触发来判断关机或待机模式存在明显缺陷。在表1提到的各标准中关机模式和待机模式定义中并没有此特征，不能由CPU是否带电等待触发进行识别，应由产品表现出的实际功能加以判断。2.待机和关机模式的判断2.1待机模式的判断通过对前面标准中待机模式的比较分析，可以总结出判断待机模式的流程，如图1所示：图1待机模式判断流程图判断待机模式时需注意以下几点：①状态显示“display”是指以“字段”的形式来显示信息(例如：单词“standby”)和/或时间显示。如果一个LED灯仅用于识别关机状态，那么不能定义为“display”。②如果耗能器具提供了“待机”以外的其它功能，这属于一种特殊的“工作状态”，不能认为是“待机模式”，例如：——WIFI电饭锅实时联接互联网，与云端数据中心交换数据，上传数据，检测软件更新版本信息；——IH电饭锅加热功能停止之后，散热风扇维持运转一段时间。2.2关机模式的判断通过对前面标准中关机模式的比较分析，可以总结出判断关机模式的流程，如图2所示：图2关机模式判断流程图判断关机模式时需重点考虑以下内容：①关机模式是指耗能产品连接主电源且不提供任何其他功能（除对用户操作产品上的硬（软）开关做出反应的功能外），只有用户操作硬（软）开关后才能使耗能产品进入其他模式。②除了“通过硬（软）开关来启动”，“LED灯指示待机状态”和“EMC滤波器”之外，如果还有其他功能，都不能判断为“关机模式”。2.3电饭锅产品待机模式和关机模式判断根据待机模式和关机模式的定义和判断流程，选取典型家电产品，以电饭锅产品作为研究对象，举例描述待机/关机模式的判断，见表2。表2电饭锅产品待机/关机模式判断序号产品工作状态描述模式判断1.传统机械控制式电饭锅连接主电源后，按动按键，红色“电源”指示灯亮，绿色“保温”指示灯也亮。煮饭模式。完成煮饭后，电饭锅自动进入“保温模式”，机械温控器周期性动作，电热元件周期性通电工作，使锅内米饭温度保持在40~60℃。产品没有待机模式、也没有关机模式。2.电子控制式电饭锅插上插头连接主电源后，用户未进行任何操作，控制面板上没有任何指示。是关机模式，不是待机模式。没有遥控开关、也没有定时器和内部传感器，没有重激活功能。3.电子控制式电饭锅连接主电源后，数码管显示“----”，“口感稍硬”处LED亮和“开始”LED闪烁，等待用户按键确认后即进入煮饭状态。是待机模式。LED附近有文字显示“口感稍硬”的状态和提示“开始”的信息，为有信息显示的待机模式。4.电子控制式电饭锅使用预约功能，屏幕开始显示“XX”分后开始煮饭的倒计时。不是待机，也不是关机模式。预约时间是明确设定的，不能持续一个不确定的时间，按欧盟官方解释文件称此为“电源管理power序号产品工作状态描述模式判断注：时间归零转入煮饭工作模式。management”模式5.电子控制式电饭锅拔掉插头后，显示屏显示时钟等状态信息。不是待机，也不是关机模式。此时显示屏由内部电池供电，没有连接主电源。6.无尾电饭锅（感应式无线输电）无线电能发射器插上插头，无尾电饭锅放置在发射器工作区域，但未进行任何操作不是待机，也不是关机模式，是一种特殊的工作模式。无线输电类产品只要发射端和接受端进行了“握手”，发射端会源源不断地向接受端无线传输较小的功率供控制芯片使用，同时监测从接受端反馈的信号。7.IH感应加热式电饭锅煮饭结束后自动转入保温状态，某段时间不加热，散热风扇在运转。不是待机，也不是关机模式，是一种特殊的工作模式。序号产品工作状态描述模式判断8.WIFI电饭锅插上插头，未进行任何操作。虽然用户没有进行任何操作，WIFI电饭锅内部已完成自检，并进入网络搜索、自动建立连接，与云端数据中心通信，不是待机模式也不是关机模式，而是一种网络模式。以上案例结合标准定义，笔者认为：●传统机械控制式电饭锅没有关机和待机模式，煮饭阶段结束后如果用户不希望再保温则应该拔下插头，避免不必要能源消耗。●电子控制式电饭锅，通常插上插头内部电源电路就会工作消耗一定的电能，尽管外面看没有任何的显示。用户最好能养成电饭锅要使用时才插上插头，吃饭时拔下插头的习惯，可以节约平时关机能耗。●无尾电饭锅、WIFI电饭锅，用户在获得良好的用户体验、智能化控制的同时必然要付出非主功能更大的能源消耗。随着智能家电、智能家居的发展，越来越多的家电在一个家庭中组成“生态系统”，同一时间全部非主功能能耗总和不容忽视，长期使用一年非主功能能耗也是不容忽视的。消费者要认识到“有得必有失”。3.电饭锅产品待机和关机模式要求3.1不同标准/指令中待机和关机模式限值要求对比不同标准/指令中待机和关机模式限值，如表3所示。表3不同标准/指令中待机和关机限值要求关机(W)待机(W)(EC)No1275/2008（家用和办公用电子电气设备待机和关机功耗的生态设计要求）第1阶段（指令实施1年内）1.001.00(无状态显示)2.00(有状态显示)第2阶段（指令实施4年内）0.500.50(无状态显示)1.00(有状态显示)GB12021.6-2008（电饭锅）能效等级1级、2级、3级/1.6能效等级4级、5级/2.0由此可见，国家标准关于电饭锅产品的能效要求还有需要进一步完善，GB12021.6-2008中没有关机模式的定义和限值要求，也未对有/无状态显示的待机状态限值加以区分。有状态显示的待机模式提供了更多的信息，更方便于用户使用。应允许两种不同的待机模式存在限值的差异。4.总结通过对待机模式和关机模式的研究，发现对于低功耗模式应加以明确，并制定相关