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關(guān)于電源設(shè)計(jì)常見十個(gè)問題解答——廣州源博
Q1：什么是待機(jī)功耗？
A1：當(dāng)VCR、DVD以及手機(jī)充電器等電器設(shè)備插接在墻壁插座中時(shí)，即使這些產(chǎn)品處于閑置狀態(tài)，但卻仍然在消耗電能。消費(fèi)者通常會(huì)認(rèn)為他們的設(shè)備已經(jīng)關(guān)機(jī)，而事實(shí)上，該設(shè)備只是處于待機(jī)狀態(tài)，仍然在消耗著功率。
譬如，當(dāng)您使用遙控器關(guān)閉VCR后，由于VCR內(nèi)部的電源仍然處于接通狀態(tài)并為遙控接收器供電，因此VCR仍在待機(jī)或睡眠模式下耗費(fèi)著電能。盡管遙控接收器消耗的功率微乎其微(大約0.1W)，但由于采用低效技術(shù)的電源(如線性電源)不夠智能，無法減少待機(jī)狀態(tài)下的功率消耗，結(jié)果往往會(huì)浪費(fèi)幾瓦的功率。這就是我們所說的待機(jī)功耗。
Q2：什么是空載功耗？
A2：空載功耗是待機(jī)功耗的一個(gè)子類�？蛰d功率是指設(shè)備在與負(fù)載斷開且不執(zhí)行任何功能時(shí)所使用的電能。例如，插接在墻壁插座上的手機(jī)充電器，雖然未與手機(jī)相連，但仍會(huì)消耗功率。線性充電器即使在與手機(jī)斷開連接時(shí)，仍可消耗0.8 W到2 W的功率。
Q3：哪些設(shè)備使用待機(jī)功率？
A3：所有帶有外接電源或墻上電源供應(yīng)器、遙控器或時(shí)鐘顯示的設(shè)備均需要待機(jī)功率。嚴(yán)格來說，所有電子產(chǎn)品均需要插接到墻壁插座上，比如電視機(jī)、VCR、DVD、洗衣 機(jī)、手機(jī)充電器、照明燈、無繩電話和功能手機(jī)、冰箱、有線電視解碼器、衛(wèi)星電視解碼器、收音機(jī)、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、監(jiān)視器、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、音 頻放大器、工業(yè)控制裝置以及電機(jī)控制裝置等等。據(jù)估計(jì)，全球每年交流到直流的供電量大約為30到40億瓦。美國勞倫斯伯克力實(shí)驗(yàn)室待機(jī)功率 (Lawrence Berkeley Lab Standby Power)網(wǎng)站提供有一張?jiān)O(shè)備待機(jī)功耗狀況圖表。
Q4：為什么待機(jī)功率損耗是一個(gè)需要解決的問題？
A4：雖然單個(gè)設(shè)備的待機(jī)損耗可能看起來微不足道，但是如果您將住宅數(shù)量與住宅中的家電數(shù)量及每臺(tái)家電待機(jī)消耗的數(shù)量相乘時(shí)，問題很快會(huì)凸顯出來。據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)估計(jì)， 全球5-15%的家用電器消耗量均是在待機(jī)模式下產(chǎn)生的。在美國，每瓦電能的成本大約是每年1到1.5美元。美國勞倫斯伯克力國家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Berkeley National Lab)估計(jì)，在美國家庭一年的電費(fèi)中，待機(jī)損耗將會(huì)超過50億。根據(jù)美國能源部的報(bào)告，美國每年使用的待機(jī)電能相當(dāng)于26座平均規(guī)模的電站的發(fā)電量！
隨著家用電器的普及以及帶有電子控制和多種功能的新設(shè)備的增加，這一問題也將會(huì)日益突出。
Q5：如何降低待機(jī)功耗？
A5：多達(dá)90%的待機(jī)功耗是由低效電源設(shè)計(jì)及不必通電的元器件造成的。美國勞倫斯伯克力國家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Berkeley National Lab)估計(jì)，如果采用新設(shè)備，可能會(huì)減少75%的待機(jī)功耗，而且可以利用待機(jī)總功耗為1瓦甚至更低的設(shè)備執(zhí)行幾乎所有的待機(jī)功能。 要達(dá)到此目的，可以采用改進(jìn)的電源技術(shù)和設(shè)計(jì)，也即，使用更為智能的開關(guān)模式電源代替低效的線性電源。
Q6：當(dāng)今線性電源技術(shù)的弊端是什么？
A6：因其耗能特性而被我們稱之為“能源吸血鬼”的線性電源，使用了與當(dāng)前創(chuàng)新已格格不入的十九世紀(jì)初的老舊技術(shù)。 線性變壓器需要使用大塊的鐵芯以及大量圈數(shù)的銅線， 才能將常規(guī)的50/60個(gè)周期的家用交流電壓轉(zhuǎn)換成為我們的家用電器和電子設(shè)備供電的較為安全的低電壓。結(jié)果是，它們的體積變得異常龐大，時(shí)常要占用墻式 插座板或插線板上兩個(gè)插座的位置。而且，線性電源不具備智能元件，因此無法識(shí)別設(shè)備是處于待機(jī)模式還是睡眠模式，從而無法減少損耗。結(jié)果它們消耗的功率遠(yuǎn) 遠(yuǎn)超過了實(shí)際所需的瓦數(shù)。您可以測(cè)試一下，去觸摸墻壁插座上其中一個(gè)插接的大體積線性電源。摸起來很熱…這正是浪費(fèi)的功率！
Q7：開關(guān)電源的優(yōu)勢(shì)何在？
A7：第二代電源，我們稱之為開關(guān)電源或簡(jiǎn)稱“開關(guān)”，出現(xiàn)于二十世紀(jì)六十年代晚期。 工程師們發(fā)現(xiàn)，他們可以通過將交流頻率從每秒50或60個(gè)周期提高到每秒數(shù)千個(gè)循環(huán)，以此來縮小變壓器的體積和重量，并可顯著提高變壓器的效率(降低散熱形式的能源浪費(fèi)量)
Q8：低效線性電源為何依然存在？
A8：盡管有體積大、功率轉(zhuǎn)換效率低等缺點(diǎn)，線性電源卻依然普遍存在，這是因?yàn)樗鼈兊闹圃斐杀痉浅５土�。此前不久�?W以下的開關(guān)電源在成本上尚無競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，且由于產(chǎn)品制造商不需為電費(fèi)買單，因此對(duì)他們而言，將節(jié)能考慮納入產(chǎn)品設(shè)計(jì)之首也就沒有絲毫動(dòng)力。只是近幾年，政府和環(huán)保機(jī)構(gòu)才開始制定待機(jī)能耗政策，獎(jiǎng)勵(lì)或在某些情況下強(qiáng)制執(zhí)行節(jié)能設(shè)計(jì)。
Q9：是否存在既有成本效益又具節(jié)能優(yōu)勢(shì)的替代電源？
A9：1998年，Power Integrations推出了一種革命性的節(jié)能電源技術(shù)—“EcoSmart”。利用EcoSmart技術(shù)設(shè)計(jì)的開關(guān)電源能夠在待機(jī)或空載條件下以更高的效率進(jìn)行工作。而且，EcoSmart采用了革新的集成電路(IC)技術(shù)，最終使得使用5 W以下的線性變壓器的開關(guān)設(shè)計(jì)變得具有成本優(yōu)勢(shì)。通過集成，電源不再需要任何外部元件，這樣不僅能降低系統(tǒng)成本，還可以極大地提高可靠性。
Q10：EcoSmart的工作原理是什么？
A10：在采用Power Integrations的EcoSmart技術(shù)設(shè)計(jì)的IC中，芯片上集成有額外的電路(使用無額外成本的外部元件)，該電路可以檢測(cè)到電源處于低功率狀態(tài)(空載或待機(jī))。EcoSmart智能元件隨后會(huì)采取一個(gè)或多個(gè)步驟，以提高電源在此狀態(tài)下的效率：
它會(huì)降低“占空比”，即限制對(duì)負(fù)載供電，這樣市電可以輸出更少的電流
它會(huì)“周期跳頻”，向負(fù)荷突發(fā)短暫供電，等待設(shè)備“醒來”，因而只在每一短暫的時(shí)間內(nèi)使用電能
它可以降低電源的工作頻率，減小“開關(guān)損耗”，因而在低功率條件下提高效率
上述措施之所以能夠顯著提高整個(gè)電源效率是基于以下兩個(gè)簡(jiǎn)單的事實(shí)：電源適配器、電池充電器及電器始終接入電源，并且它們供電的設(shè)備通常每天22小時(shí)或更長時(shí)間都處于低功率狀態(tài)。
日本COSEL，美國VICOR，法國GAIA，臺(tái)灣CINCON電源模塊在各方面設(shè)計(jì)都達(dá)到很高標(biāo)準(zhǔn)是各類產(chǎn)品的首選。
詳情了解：http://www.power-wide.com/
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