隨著人口的增長和經濟的發(fā)展,世界各國對住房、服務和交通的能源需求也在水漲船高。但是,過高的能源消耗不利于大自然的可持續(xù)發(fā)展,并對我們的生存環(huán)境和日常生活帶來越來越大的影響。在降低能源消耗方面,關注的焦點已經從電廠發(fā)電機轉向了電子電器設備所使用的電源插座。任何能夠幫助電子電器設備以更少的能量來執(zhí)行相同的功能的技術,都可視為節(jié)能技術,都具有意義。
對電子電器設備而言,其能源消耗主要包括工作狀態(tài)的電能消耗和待機狀態(tài)下的電能消耗,兩者所占的比例分別約為75%和25%。工作狀態(tài)下的電能消耗可視為人們工作與生活的正常需要,即便如此,業(yè)界仍在不斷開發(fā)更先進的技術和解決方案,提高工作狀態(tài)下的電源能效,也就是更加有效地使用能源。與之相比,待機狀態(tài)下的能耗幾乎完全就是一種電能浪費,而且這種浪費非常驚人。
待機能耗是電子設備、家用電器和辦公自動化設備電力浪費的主要來源。待機能耗有兩種；一是電源空載時,從交流電源吸收最小的功率,如電池充電器、交流-直流墻式適配器等。二是系統(tǒng)輕載時, 但依然有一些智能功能在工作,如電視機(LED亮著,微處理器等待遙控信號)、空調、DVD、筆記本電腦適配器等。雖然待機能耗要比設備發(fā)揮正常功能時耗能小得多,但正是由于待機狀態(tài)下設備不發(fā)揮任何功能,待機能耗就是一種完全的能源浪費。
首先提出1瓦待機能耗的便是美國勞倫斯伯克利實驗室的Alan Meier博士。他在1997年就提出在2010年之前降低至1瓦的目標。此項提議為國際能源署采用,在1999年推出國際待機能耗減量行動倡議,目標在2010前,使所用電器的待機能耗降至1瓦以下,即“1瓦計劃”。該計劃也得到歐盟、美國和中國的積極響應。
特別是對于中國而言,中國既是全球人均能源保有量較低的國家,同時也是世界上產值能耗偏高的國家,降低待機能耗對中國而言刻不容緩。
安森美半導體一直將節(jié)能視為工作重點,致力于開發(fā)高效節(jié)能的電源管理技術和解決方案。作為中國中標認證中心的節(jié)能芯片技術伙伴,安森美半導體不斷積極參與和支持中標認證中心的節(jié)能活動,推動實施高效節(jié)能電源、低待機能耗產品在中國市場的應用,以及普及1瓦待機的重要性。此外,安森美半導體還與中標認證中心合作,于2006年和2007年分別在上海和北京成功舉辦召開了兩屆“1瓦論壇”,引起了強烈的社會響應。
“1瓦論壇”的目標是成為節(jié)能領域最有影響的專業(yè)、權威的論壇。降低待機能耗到1瓦,并不是說所有的待機能耗都要降到1瓦,“1瓦計劃”更是一種運動,其中一個跟1瓦直接相關的目標是在未來的幾年,所有的電器,包括白色家電、黑色家電、辦公設備都能將待機能耗降到1瓦以下,但這并不是一個終極目標,終極目標是使能耗降得更低。
在降低待機能耗方面,安森美半導體有三大創(chuàng)新,分別是電源管理芯片的創(chuàng)新、系統(tǒng)設計的創(chuàng)新和結合客戶應用的創(chuàng)新。
安森美半導體認為,解決待機能耗問題,首先必須弄清楚損耗來自哪里。這通常包括啟動電路、驅動電路、偏置電路、輸出整流器、磁性元件等。電源管理芯片能集成一些功能和技術,針對上述待機能耗來源制定相應對策來實現(xiàn)待機功能。
安森美半導體的高能效電源管理芯片解決方案采用了眾多創(chuàng)新節(jié)能技術,包括軟跳周期、功能集成、功率因數(shù)校正(PFC)跳周期、無線圈去磁檢測(Soxyless)等。其中,以軟跳周期為例,過去,在待機工作模式下,傳統(tǒng)的脈沖寬度調制(PWM)控制器不考慮待機的具體要求,但安森美半導體的NCP1337增強型PWM電流模式控制器采用軟跳周期技術來控制峰值電流并消除一些開關脈沖,從而控制開關損耗,以實現(xiàn)空載、輕載狀態(tài)下的高效性能。
創(chuàng)新技術之二是功能集成。安森美半導體開發(fā)的器件集成了不同的功能,起到簡化外圍電路設計的作用,也相應減少了功耗,幫助客戶輕松實現(xiàn)產品的差異化。此外,安森美半導體的另一項創(chuàng)新是在大于75 W存在PFC的情況下,設計了功能獨特的芯片與以降低待機能耗。待機時,負載遠遠低于75 W,這時對功率因數(shù)并無要求。而在傳統(tǒng)有源PFC的拓撲中,通常采用開關型升壓電路(Boost),其開關頻率也在幾十到幾百千赫茲之間,其開關損耗不可小視。安森美半導體推出的固定頻率電流型PWM控制器NCP1230和準諧振電流模式PWM控制器NCP1381具有在待機狀態(tài)下關閉PFC的功能。NCP1230和NCP1381都有一個專用的引腳用來連接PFC控制器的VCC引腳。當芯片檢測到系統(tǒng)進入待機時,會自動切斷PFC 的VCC供電。這等于省去一個損耗環(huán)節(jié),可以實現(xiàn)超低待機能耗。
在系統(tǒng)創(chuàng)新上,安森美半導體為客戶提供的是完整的解決方案和參考設計, 其GreenPointTM設計完全符合終端客戶的生產設計要求。
在結合客戶應用的創(chuàng)新上,為了充分了解和滿足終端客戶開發(fā)產品的需求,安森美半導體還與長虹、海信、海爾、創(chuàng)維等國內知名廠商建立了聯(lián)合實驗室,派駐駐在工程師協(xié)助終端客戶完成系統(tǒng)設計,合作開發(fā)應用方案。
總的來看,安森美半導體創(chuàng)新的節(jié)能技術,加上專用設計芯片和創(chuàng)新的完整電源系統(tǒng)設計GreenPoint方案,可以提供高能效、待機能耗遠低于1瓦的電源方案。這些創(chuàng)新節(jié)電芯片和解決方案已經在支持著‘1瓦計劃’在全球的實施和應用。
降低電子電器設備的待機能耗具有重要的意義,將待機能耗降至1瓦以下更能夠產生巨大的經濟效益和社會效益,這對中國而言意義顯得猶為明顯。全球高性能電源解決方案的首選供應商安森美半導體與中國權威的節(jié)能認證機構中標認證中心自2006年開始連續(xù)兩年舉行了“1瓦論壇”,以此分享業(yè)界在這方面的創(chuàng)新和奉獻,倡導“1瓦計劃”在中國的推行。而安森美半導體通過電源管理技術的創(chuàng)新、系統(tǒng)設計的創(chuàng)新及結合客戶應用的創(chuàng)新,從多層次為1瓦待機奠定了技術實現(xiàn)基礎,幫助著1瓦待機在中國乃至全球的實施和應用。
