安森美半导体“芯”系一瓦

2007-11-26 11:41:58来源: 电子工程世界

随着人口的增长和经济的发展,世界各国对住房、服务和交通的能源需求也在水涨船高。但是,过高的能源消耗不利于大自然的可持续发展,并对我们的生存环境和日常生活带来越来越大的影响。在降低能源消耗方面,关注的焦点已经从电厂发电机转向了电子电器设备所使用的电源插座。任何能够帮助电子电器设备以更少的能量来执行相同的功能的技术,都可视为节能技术,都具有意义。

对电子电器设备而言,其能源消耗主要包括工作状态的电能消耗和待机状态下的电能消耗,两者所占的比例分别约为75%和25%。工作状态下的电能消耗可视为人们工作与生活的正常需要,即便如此,业界仍在不断开发更先进的技术和解决方案,提高工作状态下的电源能效,也就是更加有效地使用能源。与之相比,待机状态下的能耗几乎完全就是一种电能浪费,而且这种浪费非常惊人。

待机能耗是电子设备、家用电器和办公自动化设备电力浪费的主要来源。待机能耗有两种;一是电源空载时,从交流电源吸收最小的功率,如电池充电器、交流-直流墙式适配器等。二是系统轻载时, 但依然有一些智能功能在工作,如电视机(LED亮着, 微处理器等待遥控信号)、空调、DVD、笔记本电脑适配器等。虽然待机能耗要比设备发挥正常功能时耗能小得多,但正是由于待机状态下设备不发挥任何功能,待机能耗就是一种完全的能源浪费。

首先提出1瓦待机能耗的便是美国劳伦斯伯克利实验室的Alan Meier博士。他在1997年就提出在2010年之前降低至1瓦的目标。此项提议为国际能源署采用,在1999年推出国际待机能耗减量行动倡议,目标在2010前,使所用电器的待机能耗降至1瓦以下,即“1瓦计划”。该计划也得到欧盟、美国和中国的积极响应。

特别是对于中国而言,中国既是全球人均能源保有量较低的国家,同时也是世界上产值能耗偏高的国家,降低待机能耗对中国而言刻不容缓。

安森美半导体一直将节能视为工作重点,致力于开发高效节能的电源管理技术和解决方案。作为中国中标认证中心的节能芯片技术伙伴,安森美半导体不断积极参与和支持中标认证中心的节能活动,推动实施高效节能电源、低待机能耗产品在中国市场的应用,以及普及1瓦待机的重要性。此外,安森美半导体还与中标认证中心合作,于2006年和2007年分别在上海和北京成功举办召开了两届“1瓦论坛”,引起了强烈的社会响应。

“1瓦论坛”的目标是成为节能领域最有影响的专业、权威的论坛。降低待机能耗到1瓦,并不是说所有的待机能耗都要降到1瓦,“1瓦计划”更是一种运动,其中一个跟1瓦直接相关的目标是在未来的几年,所有的电器,包括白色家电、黑色家电、办公设备都能将待机能耗降到1瓦以下,但这并不是一个终极目标,终极目标是使能耗降得更低。

在降低待机能耗方面,安森美半导体有三大创新,分别是电源管理芯片的创新、系统设计的创新和结合客户应用的创新。

安森美半导体认为,解决待机能耗问题,首先必须弄清楚损耗来自哪里。这通常包括启动电路、驱动电路、偏置电路、输出整流器、磁性元件等。电源管理芯片能集成一些功能和技术,针对上述待机能耗来源制定相应对策来实现待机功能。

安森美半导体的高能效电源管理芯片解决方案采用了众多创新节能技术,包括软跳周期、功能集成、功率因数校正(PFC)跳周期、无线圈去磁检测(Soxyless)等。其中,以软跳周期为例,过去,在待机工作模式下,传统的脉冲宽度调制(PWM)控制器不考虑待机的具体要求,但安森美半导体的NCP1337增强型PWM电流模式控制器采用软跳周期技术来控制峰值电流并消除一些开关脉冲,从而控制开关损耗,以实现空载、轻载状态下的高效性能。

创新技术之二是功能集成。安森美半导体开发的器件集成了不同的功能,起到简化外围电路设计的作用,也相应减少了功耗,帮助客户轻松实现产品的差异化。此外,安森美半导体的另一项创新是在大于75 W存在PFC的情况下,设计了功能独特的芯片与以降低待机能耗。待机时,负载远远低于75 W,这时对功率因数并无要求。而在传统有源PFC的拓扑中,通常采用开关型升压电路(Boost),其开关频率也在几十到几百千赫兹之间,其开关损耗不可小视。安森美半导体推出的固定频率电流型PWM控制器NCP1230和准谐振电流模式PWM控制器NCP1381具有在待机状态下关闭PFC的功能。NCP1230和NCP1381都有一个专用的引脚用来连接PFC控制器的VCC引脚。当芯片检测到系统进入待机时,会自动切断PFC 的VCC供电。这等于省去一个损耗环节,可以实现超低待机能耗。

在系统创新上,安森美半导体为客户提供的是完整的解决方案和参考设计, 其GreenPointTM设计完全符合终端客户的生产设计要求。

在结合客户应用的创新上,为了充分了解和满足终端客户开发产品的需求,安森美半导体还与长虹、海信、海尔、创维等国内知名厂商建立了联合实验室,派驻驻在工程师协助终端客户完成系统设计,合作开发应用方案。

总的来看,安森美半导体创新的节能技术,加上专用设计芯片和创新的完整电源系统设计GreenPointTM方案,可以提供高能效、待机能耗远低于1瓦的电源方案。这些创新节电芯片和解决方案已经在支持着‘1瓦计划’在全球的实施和应用。

降低电子电器设备的待机能耗具有重要的意义,将待机能耗降至1瓦以下更能够产生巨大的经济效益和社会效益,这对中国而言意义显得犹为明显。全球高性能电源解决方案的首选供应商安森美半导体与中国权威的节能认证机构中标认证中心自2006年开始连续两年举行了“1瓦论坛”,以此分享业界在这方面的创新和奉献,倡导“1瓦计划”在中国的推行。而安森美半导体通过电源管理技术的创新、系统设计的创新及结合客户应用的创新,从多层次为1瓦待机奠定了技术实现基础,帮助着1瓦待机在中国乃至全球的实施和应用。

关键字:启动  驱动  整流  偏置

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