作者：趙娟、周志明

    discuss some global energy saving status and trend, then introduce some power management products or solutions in improving power efficiency and reducing standby power which is helpful for power-saving system design.

    本文探討在全球節(jié)能趨勢下的電源節(jié)能法規(guī)，同時介紹一些在提高電源效率和縮小待機功耗方面的技術(shù)趨勢和解決方案。

    在中國電子整機企業(yè)推進(jìn)綠色采購、綠色制造和綠色設(shè)計以迎接rohs等環(huán)保指令挑戰(zhàn)的過程中，包括中國在內(nèi)的世界多國出臺了要求更趨嚴(yán)格的節(jié)能法規(guī)，使得中國企業(yè)在設(shè)計“綠色電源”、進(jìn)行節(jié)能降耗方面面臨著更大的壓力。特別是隨著越來越多的中國產(chǎn)品出口海外，滿足歐美等地的電源規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)變得愈加重要，電子設(shè)備制造廠商除了需要更注重產(chǎn)品的種種新的特色功能，還需要更加關(guān)注產(chǎn)品的電源管理和節(jié)能特色。與此相應(yīng)的，各種節(jié)電技術(shù)不斷涌現(xiàn)，更高性能的ic解決方案紛紛問世，從而使中國廠商采用能夠滿足苛刻法規(guī)要求的綠色電源成為可能。

    全球節(jié)能，法規(guī)先行

    為了并推廣高效率節(jié)能產(chǎn)品，并方便消費者區(qū)分，全球多個國家和地區(qū)紛紛發(fā)布了各種節(jié)能規(guī)范，例如“能源之星”認(rèn)證項目、美國加州能源委員會(cec)、歐盟行為準(zhǔn)則、歐洲高能效電器組織(geea)，均把節(jié)能放在環(huán)保的重要一環(huán)。歐洲今年開始執(zhí)行由geea發(fā)出的能源標(biāo)簽，中國在2006年3月實施的節(jié)能評價值指標(biāo)為待機能耗3w，能效指數(shù)為1.1；2009年3月1日實施的節(jié)能評價值為待機能耗1w，能效指數(shù)為0.75。

    對于上述全球的各種節(jié)能法規(guī)，power integrations(pi)公司市場部副總裁doug bailey認(rèn)為目前有兩種方式定義能源效率標(biāo)準(zhǔn)：1)規(guī)定電源效率；2)規(guī)定固定功能所允許的總功耗。

    1)規(guī)定電源效率-－這種方式一般用于易于測量的外部電源。通過測量輸入功率和輸出功率，來計算從ac轉(zhuǎn)換到低壓dc過程***率的損失值。今年7月1日開始強制實施的cec規(guī)范就是一個很好的例子。這種標(biāo)準(zhǔn)非常有用，因為不管向什么設(shè)備供電都可以規(guī)定供給效率。但這種標(biāo)準(zhǔn)的弱點是功率仍可能被電子設(shè)備所浪費。

    2)總功耗預(yù)算法最適合固定性能設(shè)備的應(yīng)用。許多公司都制造類似產(chǎn)品，例如一個17寸的電腦顯示器或者一臺dvd播放器，它們的工作方法實質(zhì)大都相同。因此，制定規(guī)范的人認(rèn)為這種定義方式能限制能量使用，有助于嘉獎最高效的設(shè)計或者懲戒最低效的設(shè)計。這些標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)計工程師提供了最靈活的設(shè)計空間，因為它可以選擇設(shè)備滿足效率標(biāo)準(zhǔn)的方式。設(shè)計師可以使用一個更有效的電源或者可以減少某些性能，增加一個電源管理芯片，或者使用一個效率更高的cpu，或者做出其它方面的權(quán)衡取舍。

    積極制定和推廣產(chǎn)品能源效率標(biāo)準(zhǔn)、開展節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證是提高能源利用效率的有效途徑。各種環(huán)保和節(jié)能政策給中國的電子制造商帶來了挑戰(zhàn)和壓力，但同時也促使了電源產(chǎn)品向更節(jié)能的方向蓬勃發(fā)展。

    節(jié)能法規(guī)與環(huán)保趨勢，共同推動電源向更高效發(fā)展

    為了設(shè)計出更節(jié)電的系統(tǒng)，飛兆公司應(yīng)用工程師carl walding建議，在開始設(shè)計前，設(shè)計師應(yīng)該從全局出發(fā)、仔細(xì)研究如何進(jìn)行功率劃分，并決定應(yīng)當(dāng)采取什么步驟。這些研究應(yīng)該包含成本和性能之間的權(quán)衡取舍。

    具體對于節(jié)能電源的設(shè)計，不論是外部電源，還是設(shè)備內(nèi)部電源電路，業(yè)界公認(rèn)應(yīng)該從兩個方面著手考慮：首先，它必須擁有非常高的轉(zhuǎn)換效率；其次，無論是在待機模式還是在停機模式中，它都必須具有低靜態(tài)電流�！斑@兩方面需求特性多年前就在電池供電的手持式設(shè)備領(lǐng)域中得到人們的認(rèn)識�！绷杼毓倦娫串a(chǎn)品部產(chǎn)品市場經(jīng)理tony armstrong指出，“然而，在電信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及各種家電中，兼具高轉(zhuǎn)換效率和低靜態(tài)電流的ic才開始普及�！�

    面對節(jié)電設(shè)計挑戰(zhàn)，業(yè)界在以下三方面進(jìn)行了不懈的努力。

    1.采用多種技術(shù)，顯著提升開關(guān)電源轉(zhuǎn)換效率

    銅、鐵和人力成本的增加，外加世界各地的功率標(biāo)準(zhǔn)，線性電源生存處境變得艱難。于是曾出現(xiàn)一次巨大的飛躍--線性電源向開關(guān)模式電源的轉(zhuǎn)換，電源平均效率從50％提高到80％。之后，由于開關(guān)電源自身的開關(guān)損耗，進(jìn)一步的效率提升變得困難。目前，業(yè)界通過努力開發(fā)更復(fù)雜的控制算法，使系統(tǒng)在應(yīng)對不同環(huán)境時改變運行模式，將效率提升到90％以上。當(dāng)然，這其中也在傳統(tǒng)模擬電源系統(tǒng)中引入了更多的數(shù)字電路