電源適配器的新技術(shù)來滿足新的能源效率VI標(biāo)準(zhǔn)

電源適配器生產(chǎn)廠家作為一個公認(rèn)的電力系統(tǒng)解決方案領(lǐng)導(dǎo)者，環(huán)球特科公司近發(fā)布了一個新的高效節(jié)能的電源，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)者和制造商能符合的能源效率法規(guī)，包括即將到來的美國能源部（DOE外部電源節(jié)能規(guī)范（EPS通常也被稱為VI級效率標(biāo)準(zhǔn)。有著幾十年開關(guān)電源設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療，音頻工業(yè)和消費(fèi)品，環(huán)球特科理解在當(dāng)前監(jiān)管環(huán)境下無論是強(qiáng)制性還是自愿性的能效要求的復(fù)雜和細(xì)微的差異，提供全面的產(chǎn)品線，高效極低功耗開關(guān)電源，功率水平從5瓦到250瓦。

2014年2月10日，美國能源部發(fā)布了其終版對外部電源的電源節(jié)能規(guī)范（EPS這一新規(guī)定修訂其EISA 2007EPS效率規(guī)范。

強(qiáng)制性要求將于2016年2月10日開始對所有制造或進(jìn)口到美國外部電源實(shí)施。新規(guī)范嚴(yán)格規(guī)定的低平均效率的外部電源供應(yīng)器主動模式和大輸入功率消耗期間允許在空載模式。會影響到各種外部電源廣泛用于消費(fèi)類應(yīng)用。新的法規(guī)要求產(chǎn)品銘牌，包裝或隨附的文件標(biāo)志羅馬數(shù)字VI

相比目前的V級能效，新能源VI級規(guī)范不只對電源的平均效率和空載輸入功率消耗更嚴(yán)格的限制，這也擴(kuò)大了產(chǎn)品范圍涵蓋了包括多個輸出電壓的電源和功率250瓦以上的電源。

新規(guī)定還增加了一個分類來區(qū)別直接操作和間接操作的電源。直接操作EPS可以不需要電池就可以操作終端應(yīng)用設(shè)備而間接操作EPS那些就需要帶電池來操作設(shè)備的應(yīng)用。新六級監(jiān)管將只包括直接操作外部電源。間接操作電源只要繼續(xù)遵守目前的EISA 2007效率極限。

不是所有的外部電源都需要滿足該標(biāo)準(zhǔn)。需要聯(lián)邦食品和藥物管理局（FDA 批準(zhǔn)上市和任何外部電源的直流輸出電壓低于3伏，輸出電流大于等于1000毫安的電池充電應(yīng)用馬達(dá)負(fù)載不需要滿足該標(biāo)準(zhǔn)。同時，某些外部電源用于某些生命平安設(shè)備不需要滿足空載模式要求。

新的設(shè)計(jì)技術(shù)來滿足新的VI級要求

設(shè)計(jì)工程師面臨的迎接新的更嚴(yán)厲的六級效率和空載輸入功率的要求挑戰(zhàn)是保守意義上，開關(guān)電源往往是處于或接近其額定功率時效率才高。效率曲線不能覆蓋整個負(fù)載范圍。老設(shè)計(jì)的電源在低于其額定大負(fù)載運(yùn)行時效率遠(yuǎn)低于在大負(fù)載時。這部分主要是因?yàn)樵诳蛰d是固定損耗。

有非常嚴(yán)格的平均效率和空載輸入功率要求，增量設(shè)計(jì)變卦或輕微調(diào)整現(xiàn)有的設(shè)計(jì)，如使用更高質(zhì)量的部件或使用較短的長度和更粗線材，以盡量減少由于導(dǎo)線的損耗缺乏以滿足新的需求。解決新六級規(guī)定要求，各層次的設(shè)計(jì)發(fā)生重大變化，從動力系統(tǒng)的拓?fù)溥x擇，操作控制技術(shù)，次級整流技術(shù)，對控制芯片和其他關(guān)鍵的功率器件的選擇。同時，對傳統(tǒng)的小設(shè)計(jì)注意當(dāng)涉及到提高效率和空載功耗如緩沖電路，輔助電路的優(yōu)化，控制集成電路和反饋電路的運(yùn)行和待機(jī)功耗，電阻負(fù)荷，平安電容放電電阻和啟動電路，都需要關(guān)注并優(yōu)化來降低損耗。

一個新興的技術(shù)在現(xiàn)在被用來滿足并超越嚴(yán)格的能源效率要求，有效結(jié)合高效率拓?fù)溥x擇，仔細(xì)選擇組件和使用新材料，的設(shè)計(jì)方法和多模式控制戰(zhàn)略。

很高的效率和很低的空載功耗可通過電源控制戰(zhàn)略來實(shí)現(xiàn)，可以根據(jù)終端負(fù)載的變化無縫切換于不同工作模式。每個模式都是高效率和大空載功耗。這樣，電源的整體效率的整個負(fù)載范圍內(nèi)變得相對平坦。

例如，75W小功率應(yīng)用，反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，準(zhǔn)諧振工作（QR高負(fù)載和自動轉(zhuǎn)換成頻率折返模式（FFM中等功率負(fù)載，后非常輕的負(fù)載無負(fù)載條件下工作在突發(fā)模式將顯著提高在較寬的負(fù)載范圍平均效率和空載輸入功率消耗。QR模式，顯著的改善是由于開關(guān)損耗達(dá)到小。反激電路的主晶體管開關(guān)在兩端的電壓是低水平（谷值開關(guān)關(guān)閉）因此通過減少開關(guān)過程的寄生電容來減低損耗。FFM模式，降低開關(guān)頻率有助于減少損失，開關(guān)頻率和比例例如主MOSFET開關(guān)和次級二極管關(guān)斷損耗和變壓器的磁芯損耗。爆裂或脈沖跳躍模式協(xié)助接通電源時，有必要補(bǔ)充輸出電容電壓保持在規(guī)范降低空載輸入功率。大部分時間，電源在關(guān)機(jī)模式或極低功耗待機(jī)模式。

無負(fù)載工作在突發(fā)模式下的電力供應(yīng)將顯著降低空載輸入功率消耗，但有非常嚴(yán)格的空載輸入功率的限制，突發(fā)模式操作自身可能缺乏以通過要求。還需要降低其他器件的功耗。一個是控制器IC運(yùn)行功耗，無論是初級側(cè)控制器和次級同步整流控制器（如果使用）這些控制器的靜態(tài)電流必需非常低。新一代控制器IC通過關(guān)閉其內(nèi)部電路不需要加載操作過程中盡量減少能量消耗。其他可以提高的領(lǐng)域是功率因數(shù)校正（如果使用）啟動或啟動電路和輸入平安電容放電電阻。所有這些電路可以被關(guān)閉在空載條件下提高空載功耗。該反饋電路包括用于維持輸出電壓調(diào)節(jié)的光耦輸入偏置電流來進(jìn)一步降低電源的空載功耗。輸出放電電阻和作為電源指示燈的LED都不再使用，以降低空載條件下的功率。

另一個可以提高效率領(lǐng)域是次級側(cè)整流電路。保守上，二極管用來平滑輸出的DC電壓。采用二極管整流的缺點(diǎn)是由于其正向電壓降導(dǎo)致導(dǎo)通損耗高。具有非常低的導(dǎo)通電阻MOSFET替代二極管作為同步整流器將導(dǎo)致更低的損耗，提高電源整體效率。

強(qiáng)制VI級效率標(biāo)準(zhǔn)的生效日期前，環(huán)球特科公司已經(jīng)推出了全系列兼容的電源功率從5瓦到250瓦。5W10W功率水平，型號GT-83083GT-83084和GTM43085現(xiàn)已推出。所有三款都帶有帶有內(nèi)置的USB輸出接口。GT-83083和GT-83084固定插頭的插墻式電源適配器。GT-83083系列功率5W可配置北美，澳洲，，歐洲和英國的插頭，GT-83084系列功率為10W可配北美，歐洲和的插頭。輸出為5V適合USB接口應(yīng)用。

GTM4308510W插墻式適配器，可換插頭。各種不同或地區(qū)的AC插頭配置使其成為真正的通用電源。雖然屬于能效VI豁免范圍，這種型號有醫(yī)療認(rèn)證。輸出電壓范圍從5V至6V和負(fù)載電流為2A GT-430866W插墻式適配器，可換插頭。可配置不同長度，規(guī)格和連接頭的DC線。出廠輸出電壓設(shè)定在5V24V大為6W功率。GT-43088一個更大的18W插墻式適配器，可換插頭。可配置不同長度，規(guī)格和連接頭的DC線。出廠輸出電壓設(shè)定在5V24V大18W功率。

中等功率范圍，三種接口類型的桌面式電源已經(jīng)推出。GT-4309020W交流/直流電源，輸入接口包括IEC60320C14和C6為3引腳輸入和C8兩引腳輸入。輸出電壓范圍從5V至6V負(fù)載電流大為4A

高功率范圍內(nèi)，推出兩款桌面是電源。180WGTM3057和250WGTMF3058系列電源內(nèi)置功率因數(shù)校正電路。出廠配置12V至56V輸出大電流18A 可配置不同長度，規(guī)格和連接頭的DC線。兩個系列都有醫(yī)療認(rèn)證。

上面列出的所有型號都包括下面特性：穩(wěn)壓輸出，內(nèi)置過流，短路，過壓和過溫保護(hù)。非常低的漏電流，共模噪聲和較低的輸出電壓紋波。如果需要更詳細(xì)的性能，技術(shù)參數(shù)，認(rèn)證和連接配置

雖然大多數(shù)的能源效率法規(guī)豁免了醫(yī)療領(lǐng)域的電源，環(huán)球特科的VI級能效產(chǎn)品的設(shè)計(jì)已經(jīng)兼顧到醫(yī)療領(lǐng)域的質(zhì)量和可靠性要求。一些能效VI產(chǎn)品已經(jīng)取得醫(yī)療認(rèn)證。

距離美國能源部能源效率法規(guī)的強(qiáng)制性執(zhí)行不到1年時間了系統(tǒng)級工程師和專家正致力于測試和認(rèn)證來自不同供應(yīng)商的外置電源，滿足即將到來的效率和空載輸入功率要求。隨著環(huán)球特科新發(fā)布的VI規(guī)范的產(chǎn)品線，這些任務(wù)可以簡化并加快制造商新產(chǎn)品上市時間。環(huán)球特科將繼續(xù)投資于電源技術(shù)研發(fā)，推動電源效率和空載功耗極限達(dá)到并超越當(dāng)前和未來的能源效率規(guī)范。

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