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LED开关电源的能效标准

LED开关电源的能效标准

点击数:7692 次   录入时间:03-04 11:53:39   整理:http://www.55dianzi.com   开关电源技术

  自愿性和强制性电源管理标准都迫使制造商满足最低能效标准,否则就要冒丢失客户甚至市场的风险。美国的新标准都要求开关电源具有更高的效率,这些标准的颁布产生出了具有更精致转换器结构的合理方案。《2007年能源独立与安全法案》为外置电源建立了强制性的能效标准,取代了州级的所有强制性规定。

  制造商可以通过使用更有效率的元器件而符合“能源之星”的第一个自愿版本,第二版将需要更高效和更复杂的电源设计。

  “能源之星”的第二版将设定一个国际性的缺省标准。

  “能源之星”是美国环保署与美国能源部的协同推出,目的是提供一个自愿遵守的计划,以鉴别和推广能效产品,降低温室气体排放。第一个“能源之星”规范覆盖了大量的家电产品,如计算机显示器和电冰箱。目前,“能源之星”已经成为一种很多企业所遵循的强大品牌,仿佛它是强制性的一样,也被其他国家和地区采用。

  任何“能源之星”自愿计划的成功都有赖于消费者选择一种对环境负责的电子设备以达到节约能耗、少花钱的目的。CEC(美国加州能源委员会)强制规定于2007年7月1日生效。一些设备制造商从最初抱怨,到后来也开始服从规定了,并最终上升为针对所有在美国出售设备的标准。随着2007年11月《2007年能源独立与安全法案》

  的通过,美国政府已经为EPS设备建立了一个最低效率,对应于CEC设定的级别。

  《2007年能源独立与安全法案》取代了任何强制性州立规定。法案生效期与CEC制订的新规定相同,为2008年7月。

  美国规定的EPS能效水平只是EPS设备满足政府、企业和个人购买者要求的最低标准。例如,一只36W的AC/DC外置适配器电源必须在运行模式时满足最低80%的平均效率,其最大待机功耗为0.75W。但是,“能源之星”已公布了一个有更严格规定的《EPSVersion2.O草案》。现在,这种36W电源必须在运行模式下满足87%的最低平均效率,待机功耗降低到0.5W以下。2.0版引人注目的地方是比1.1版更严格。例如,1.1版将AC-AC和AC-DC混为一体,只是通过“铭牌功率”作区分,即机壳上列出最大功率,而2.0版则在所有规范中均将它们区分开。另外,2.0版规定,对标称输出75W以上的电源,增加了运行模式最低能效要求,减小了对最大无负载功率的限制以及要求电源有PFC(功率因数校正)。

  2.0版需要87%的平均效率,高于1.1版的80%。对于一个36W的电源,7%的增量看似不多,但与过去20%的允许损耗相比,7%的数值表示损耗要降低三分之一,这是一个可观的数字。这种差别表明2.0版兼容设计复杂程度的跳升。随着规范更加严格,仅凭细节的改动已不能达到要求,必须采取完全不同的方法,例如修改结构,采用谐振开关和多态运行来减小开关损耗,而不能在待机时让它运行在最适于满负载工作的高开关频率。

  “能源之星”2.0版率先包含了PFC,并指定标称功率75W以上的电源才使用。对于采用馈送给一只电容的二极管整流结构的传统电源,只有在负载电压超过大电容储存电压时才拉人电流。由于整流器的非线性,输入电流也是非线性的,并带有高次谐波能量。电源会从交流插座获得这个能量,它只将一小部分送给负载,用术语“功率因数”描述,功率因数是负载有功功率与电网公司提供的总功率之比。要实现PFC,电路一般分为有源电路和无源电路,无源电路有电感电路和逐流电路,有源电路采用升压或降压转换器形式。

  “能源之星”对PFC的要求为很多外置电源增加了明显的成本,因为它强制要求制造商满足一种新的条件。“能源之星”的意图不仅仅是避免电源本身的低效能,它还声称其目标不仅要增加每个产品的效率,而且还要降低温室气体排放。一个应用电路的PFC值越高,它在电力传输网中损失的功率就越少,从而排放的温室气体也越少。

  “能源之星”EPS2.0并不覆盖功率低于75W电源的PFC,这可能认为较低功率水平上PFC就不重要,但这种假设是错误的,用于照明应用的电源系统多年来就一直带有PFC。EPS设计者与供应商趋向于由一个细分的集团而组成,它追逐那种残酷竞争的低端市场,此时增加几分钱的成本也会给利润边际造成显着的差异。另外,最终用户通常是只购买一只电源的消费者,此时,效率上的微小差异不会在用户的电费账单上产生显着的变化。但照明业只受五家或六家主要竞争者的支配,并且最终应用经常有相当大的批量,即使能效增加几个百分点,也会对节能产生巨大的作用。“能源之星”已经完成了针对固态照明的规范,可能的实现日期是2009年10月。尽管对PFC的要求给电源适配器行业带来了一些忧虑,但照明业对PFC的要求却几乎无需讨论,即使是在较低的功率水平上。与电源不同,照明业在能效的采用方面领先于监管行业。

  “能源之星”1.1版和2.O版规范分别对激活模式能效标准,以及AC-AC和AC-DC外部电源激活模式能效标准做出了规定,见上表和下表。




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