隨著人口的增長和經(jīng)濟的發(fā)展,世界各國對住房、服務(wù)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(guān)注的焦點已經(jīng)從電廠發(fā)電機轉(zhuǎn)向了電子電器設(shè)備所使用的電源插座。任何能夠幫助電子電器設(shè)備以更少的能量來執(zhí)行相同的功能的技術(shù),都可視為節(jié)能技術(shù),都具有意義。
對電子電器設(shè)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(shù)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(shè)備、家用電器和辦公自動化設(shè)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(diào)、DVD、筆記本電腦適配器等。雖然待機能耗要比設(shè)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(shè)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(yīng)。
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(chǎn)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(dǎo)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(shù)和解決方案。作為中國中標認證中心的節(jié)能芯片技術(shù)伙伴,安森美半導(dǎo)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(chǎn)品在中國市場的應(yīng)用,以及普及1瓦待機的重要性。此外,安森美半導(dǎo)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(yīng)。
“1瓦論壇”的目標是成為節(jié)能領(lǐng)域最有影響的專業(yè)、權(quán)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(guān)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(shè)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(dǎo)體有三大創(chuàng)新,分別是電源管理芯片的創(chuàng)新、系統(tǒng)設(shè)計的創(chuàng)新和結(jié)合客戶應(yīng)用的創(chuàng)新。
安森美半導(dǎo)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(qū)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(shù),針對上述待機能耗來源制定相應(yīng)對策來實現(xiàn)待機功能。
安森美半導(dǎo)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(shù),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(diào)制(PWM)控制器不考慮待機的具體要求,但安森美半導(dǎo)體的NCP1337增強型PWM電流模式控制器采用軟跳周期技術(shù)來控制峰值電流并消除一些開關(guān)脈沖,從而控制開關(guān)損耗,以實現(xiàn)空載、輕載狀態(tài)下的高效性能。
創(chuàng)新技術(shù)之二是功能集成。安森美半導(dǎo)體開發(fā)的器件集成了不同的功能,起到簡化外圍電路設(shè)計的作用,也相應(yīng)減少了功耗,幫助客戶輕松實現(xiàn)產(chǎn)品的差異化。此外,安森美半導(dǎo)體的另一項創(chuàng)新是在大于75 W存在PFC的情況下,設(shè)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(guān)型升壓電路(Boost),其開關(guān)頻率也在幾十到幾百千赫茲之間,其開關(guān)損耗不可小視。安森美半導(dǎo)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(guān)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(dǎo)體為客戶提供的是完整的解決方案和參考設(shè)計, 其GreenPointTM設(shè)計完全符合終端客戶的生產(chǎn)設(shè)計要求。
在結(jié)合客戶應(yīng)用的創(chuàng)新上,為了充分了解和滿足終端客戶開發(fā)產(chǎn)品的需求,安森美半導(dǎo)體還與長虹、海信、海爾、創(chuàng)維等國內(nèi)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(shè)計,合作開發(fā)應(yīng)用方案。
總的來看,安森美半導(dǎo)體創(chuàng)新的節(jié)能技術(shù),加上專用設(shè)計芯片和創(chuàng)新的完整電源系統(tǒng)設(shè)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(jīng)在支持著‘1瓦計劃’在全球的實施和應(yīng)用。
降低電子電器設(shè)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(chǎn)生巨大的經(jīng)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(yīng)商安森美半導(dǎo)體與中國權(quán)威的節(jié)能認證機構(gòu)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(dǎo)“1瓦計劃”在中國的推行。而安森美半導(dǎo)體通過電源管理技術(shù)的創(chuàng)新、系統(tǒng)設(shè)計的創(chuàng)新及結(jié)合客戶應(yīng)用的創(chuàng)新,從多層次為1瓦待機奠定了技術(shù)實現(xiàn)基礎(chǔ),幫助著1瓦待機在中國乃至全球的實施和應(yīng)用。
