【產(chǎn)通社,7月29日訊】從通用市場(chǎng)來看,電源適配器主要體現(xiàn)出一些重要趨勢(shì)。一是工作能效和待機(jī)(空載)能耗要求更高。例如,美國(guó)環(huán)保署(EPA)“能源之星”項(xiàng)目于2008年4月發(fā)布了針對(duì)外部電源的2.0版規(guī)范。這針對(duì)外部電源的EPA 2.0版規(guī)范將于2008年11月1日開始生效。
而在臺(tái)式計(jì)算機(jī)電源等內(nèi)部電源方面,“能源之星”的4.0版規(guī)范(EPA 4.0)的第一階段要求自2007年7月20日開始生效。該規(guī)范要求臺(tái)式機(jī)在20%、50%和100%負(fù)載條件下的能效最低達(dá)80%。此外,更新的5.0版規(guī)范第一階段要求將于2009年7月1日開始生效,將要求使用內(nèi)部電源的計(jì)算機(jī)在50%負(fù)載條件下工作效率最低達(dá)85%,而在20%和100%負(fù)載條件下最低效率達(dá)到82%。
除了“能源之星”這類的業(yè)界能效規(guī)范要求,某些大型的OEM客戶可能還會(huì)有自己獨(dú)特的工作能效和能耗要求。例如,針對(duì)計(jì)算機(jī)電源的EPA 4.0規(guī)范對(duì)于使用外部電源的筆記本電腦和平板電腦的要求主要體現(xiàn)在待機(jī)能耗(≤1.0W)、休眠能耗(≤1.7W)等方面;相比較而言,戴爾針對(duì)這類電源的要求主要體現(xiàn)在不同特定負(fù)載條件下的能效,即在0.7W(輸入功率Pin<1W)、1.5W (Pin<2W)、10.7W (Pin<12.6W)和17W (Pin<20W)負(fù)載條件下,能效分別要高于70%、75%、85%和85%。
值得一提的是,有關(guān)能效規(guī)范未來仍將不斷提高要求和演進(jìn)。以筆記本電腦AC-DC電源適配器為例,目前業(yè)界在空載模式能耗方面的較高水平約在300mW以上,而未來空載模式下150 mW的能耗可能成為目標(biāo)。而且,有關(guān)多輸出適配器的要求也可能被納入標(biāo)準(zhǔn)之中。
電源適配器市場(chǎng)的另外一個(gè)重要趨勢(shì),是客戶需要具有更高輸出功率、更小體積的適配器,這就涉及到新拓?fù)浼夹g(shù)的使用。采用安森美半導(dǎo)體的NCP1605功率因數(shù)校正(PFC)控制器和NCP1396諧振模式控制器可用于設(shè)計(jì)200W臺(tái)式適配器或是300W適配器。而從筆記本適配器而言,其功率要求已經(jīng)從50W至70W范圍上升到超過100W等級(jí)。另外,諸如蘋果MacBook Air和聯(lián)想ThinkPad X300等新型超便攜筆記本的電源適配器也更小更輕。
除了這些趨勢(shì),另外一個(gè)值得注意的動(dòng)向是,在“能源之星”針對(duì)外部電源的正式2.0版規(guī)范中對(duì)功率因數(shù)(PF)限制的放松。實(shí)際上,根據(jù)已經(jīng)在歐洲和日本實(shí)施的IEC61000-3-2諧波電流減少標(biāo)準(zhǔn),功率大于75W的適配器應(yīng)用中需要PFC。目前市場(chǎng)上既有傳統(tǒng)的“功率因數(shù)校正 + 脈寬調(diào)制”(PFC+PWM)兩段式架構(gòu),也有將這兩段融合為一段的單段PFC式架構(gòu)。兩段式架構(gòu)能夠在115Vac和230Vac條件下都實(shí)現(xiàn)0.9的功率因數(shù),而且動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和紋波方面的性能更佳,但這種架構(gòu)是一種資源密集型設(shè)計(jì),會(huì)采用更多的元器件,如控制IC、電感和MOSFET等,而且可能會(huì)導(dǎo)致工作模式下能效的下降;相比較而言,另一種單段式PFC架構(gòu)將PWM段和PFC段融合在一起,減少了控制IC、電感和MOSFET的使用,實(shí)現(xiàn)了能效的提升和顯著的成本降低。只不過,單段式PFC架構(gòu)的外部電源在230Vac測(cè)試條件下,功率因數(shù)通常只大于0.8,離0.9的限制還有不少距離,要實(shí)現(xiàn)0.9的功率因數(shù)限制要求,需要對(duì)電路進(jìn)行一些修改,但這種修改又會(huì)損失幾個(gè)百分點(diǎn)的能效。
因此,針對(duì)外部電源的“能源之星”正式2.0版規(guī)范中,將功率因數(shù)要求限制在輸入功率大于100W的外部電源和115Vac電壓的測(cè)試條件,而對(duì)230Vac則不作要求;設(shè)計(jì)用于同時(shí)能夠工作在115Vac和230Vac條件下的外部電源在功率因數(shù)方面只需要滿足115Vac條件下的測(cè)試要求。
這樣一來,具有更高性價(jià)比、適合電源適配器等應(yīng)用的單段式PFC將贏來更大的發(fā)展動(dòng)力。而設(shè)計(jì)電源適配器所面臨的主要挑戰(zhàn)在于:降低空載輸入功率;提高總體能效;特別針對(duì)筆記本適配器則言,注意待機(jī)、休眠和空閑等不同模式下的能效;改善功率因數(shù)。