關鍵電源及LED照明應用的最新高能效規(guī)范要求、設計挑戰(zhàn)及解決方案

在人們環(huán)保意識越來越強的今天，節(jié)能絕不僅僅是熱點議題，更是各國重要規(guī)范機構和業(yè)界領先廠商切切實實的行動項目。環(huán)顧我們的工作及生活環(huán)境，那些最常用、最常見或有極具節(jié)能潛力的電子電器自然首先成為節(jié)能行動目標，如計算機、平板電視、機頂盒、適配器/外部電源等電源應用及發(fā)光二極管(LED)照明等。全球重要的規(guī)范機構，如美國“能源之星”、美國80 PLUS、歐洲能效行為準則(COC)、歐盟EuP、日本Top Runner、中國標準化研究院等，針對這些關鍵應用發(fā)布更新、更多的高能效規(guī)范，讓電子產品能夠以更少的電能來執(zhí)行相同的功能，提高電能使用的效率。

以多路輸出臺式機ATX電源為例，80 PLUS銀級規(guī)范、計算產業(yè)氣候拯救行動(CSCI)銀級規(guī)范自2009年7月開始生效，要求多路輸出臺式機ATX電源在額定輸出功率的20%、50%和100%等條件下能效分別達到85%、88%及85%。后續(xù)的80 PLUS金級和CSCI金級規(guī)范將于2010年7月開始生效，進一步將能效要求提高到87%、90%和87%。

又如平板電視，隨著尺寸的增大，其能耗日益成為業(yè)界關注的問題?！澳茉粗恰贬槍﹄娨暤?.0版規(guī)范將于2010年5月1日生效，這規(guī)范要求可視屏幕對角尺寸為32英寸、42英寸和60英寸的平板電視在工作模式的能耗分別不超過78 W、115 W和210 W，而后續(xù)將于2012年5月1日生效的5.0版規(guī)范則進一步要求這幾種尺寸平板電視工作能耗不超過55 W、81 W和108 W，參見表1。歐洲的EuP指令也有著類似要求。除了要求工作能耗降低，這些規(guī)范還要求降低待機能耗，因為數據顯示，可觀的電能是在待機模式下消耗的。“能源之星”等能效規(guī)范當前對待機能耗的要求是不超過1 W，未來可能要求不超過0.3 W甚至是不超過0.1 W。

而在筆記本電腦等產品中廣泛使用的適配器/外部電源方面，“能源之星”的2.0版規(guī)范已于2008年11月1日開始生效。以“能源之星”的2.0版外部電源規(guī)范為例，這規(guī)范要求輸出功率大于49 W的外部電源(典型產品如筆記本適配器)的工作能效從1.1版的84%提升至87%，待機(空載)能耗從不超過750 mW降低到不超過500 mW，而功率因數(PF)也要求不低于0.9。歐盟EuP生態(tài)設計指令2005/32/EC規(guī)范No 278/2009的第一階段和第二階段要求分別將自2010年4月及2011年4月開始生效，其中第一階段的要求是輸出功率大于51 W的外部電源工作能效不低于85%，空載能耗不超過500 mW，第二階段的空載能耗要求不變，但能效要求提開至87%。

除了這些應用，LED照明或稱固態(tài)照明(SSL)如今也是炙手可熱的應用，1.0版的“能源之星”SSL規(guī)范已自2008年10月1日生效，要求關態(tài)(off-state)能耗為零，最低能效要求根據應用的不同(如聚光燈、戶外燈等)而不同，功率因數要求方面，商業(yè)應用是不低于0.9，住宅應用是不低于0.7。

電源及LED照明應用設計挑戰(zhàn)
這些關鍵電源及LED照明應用為設計工程師帶來了挑戰(zhàn)，既需要增加能效密度，又要改善功率因數，并提高產品的可靠性。