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�(guān)鍵電源及LED照明�(yīng)用的最新解決方�

編輯:zap-1001 2010-03-26 10:42:51 瀏覽�1402  來源�

  在人們環(huán)保意�(shí)越來越強(qiáng)的今天,節(jié)能絕不僅僅是熱點(diǎn)議題,更是各國重要規(guī)范機(jī)�(gòu)和業(yè)界領(lǐng)先廠商切切實(shí)�(shí)的行�(dòng)�(xiàng)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�(dòng)目標(biāo),如�(jì)算機(jī)、平板電視、機(jī)頂盒、適配器/外部電源等電源應(yīng)用及�(fā)光二極管(LED)照明等。全球重要的�(guī)范機(jī)�(gòu),如美國“能源之星”、美�80 PLUS、歐洲能效行為準(zhǔn)則(COC)、歐盟EuP、日本Top Runner、中國標(biāo)�(zhǔn)化研究院等,針對(duì)這些�(guān)鍵應(yīng)用發(fā)布更新、更多的高能效規(guī)范,讓電子產(chǎn)品能夠以更少的電能來�(zhí)行相同的功能,提高電能使用的效率�

  電源及LED照明�(yīng)用設(shè)�(jì)挑戰(zhàn)

  以多路輸出臺(tái)式機(jī)ATX電源為例�80 PLUS銀�(jí)�(guī)范、計(jì)算產(chǎn)�(yè)氣候拯救行�(dòng)(CSCI)銀�(jí)�(guī)范自2009�7月開始生效,要求多路輸出�(tái)式機(jī)ATX電源在額定輸出功率的20%�50%�100%等條件下能效分別�(dá)�85%�88%�85%。后�(xù)�80 PLUS金級(jí)和CSCI金級(jí)�(guī)范將�2010�7月開始生效,�(jìn)一步將能效要求提高�87%�90%�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(guān)注的問題。“能源之星”針�(duì)電視�4.0版規(guī)范將�2010�5�1日生效,這規(guī)范要求可視屏幕對(duì)角尺寸為32英寸�42英寸�60英寸的平板電視在工作模式的能耗分別不超過78W�115W�210W,而后�(xù)將于2012�5�1日生效的5.0版規(guī)范則�(jìn)一步要求這幾種尺寸平板電視工作能耗不超過55W�81W�108W,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�(guī)范還要求降低待機(jī)能耗,�?yàn)�?shù)�(jù)顯示,可觀的電能是在待�(jī)模式下消耗的。“能源之星”等能效�(guī)范當(dāng)前對(duì)待機(jī)能耗的要求是不超過1W,未來可能要求不超過0.3W甚至是不超過0.1W(如�1)�

  而在筆記本電腦等�(chǎn)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�2008�11�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�49W的外部電源(典型�(chǎn)品如筆記本適配器)的工作能效�1.1版的84%提升�87%,待�(jī)(空載)能耗從不超�750mW降低到不超過500mW,而功率因�(shù)(PF)也要求不低�0.9。歐盟EuP生態(tài)�(shè)�(jì)指令2005/32/EC�(guī)范No 278/2009的第一階段和第二階段要求分別將�2010�4月及2011�4月開始生效,其中第一階段的要求是輸出功率大于51W的外部電源工作能效不低于85%,空載能耗不超過500mW,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�(yīng)用,LED照明或稱固態(tài)照明(SSL)如今也是炙手可熱的�(yīng)用,1.0版的“能源之星”SSL�(guī)范已�2008�10�1日生效,要求�(guān)�(tài)(off-state)能耗為零,最低能效要求根�(jù)�(yīng)用的不同(如聚光燈、戶外燈等)而不同,功率因數(shù)要求方面,商�(yè)�(yīng)用是不低�0.9,住宅應(yīng)用是不低�0.7�

  這些�(guān)鍵電源及LED照明�(yīng)用為�(shè)�(jì)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(shù),并提高�(chǎn)品的可靠性�

  具體而言,由于總能效要求及散熱限制,�(shè)�(jì)工程師必須致力提升能效,即便是在低功率應(yīng)用(或輕載)�(shí)也是如此。此外,并不是只有在較高功率電平�(shí)才要求功率因�(shù)校正(PFC),相對(duì)較低的功率時(shí)也可能要求PFC。此外,這些�(yīng)用中常常�(huì)面臨空間受限的問題,特別是在以LED照明替代傳統(tǒng)燈泡的應(yīng)用中。總體可靠性也非常重要。輸入電源范圍也要更寬,支持277Vac電壓。此外,還面臨一些特定照明要求,如三端雙向可控硅開關(guān)元件(TRIAC)調(diào)光等�

  �(yīng)�(duì)策略

  要應(yīng)�(duì)這些�(guān)鍵電源及LED照明�(yīng)用的�(shè)�(jì)挑戰(zhàn),需要采用更新的技�(shù)或優(yōu)化的電源�?fù)浣Y(jié)�(gòu)及方案�

  以平板電視應(yīng)用為例,為將能效提至最高,可將傳統(tǒng)采用的冷陰極熒光燈(CCFL)背光替換為新興的LED背光,如直下式背光或�(cè)光式背光,不僅有助于纖薄型電視設(shè)�(jì),還幫助降低能耗,提升能效。如果維持采用目前性忦比仍然更高的CCFL背光,也可以采取不同的有效措施,如在提供同等光輸出的條件下減少燈�(shù)量及降低能耗,或采用新穎的逆變器驅(qū)�(dòng)器方案,如液晶電視集成電源(LIPS),減少一�(gè)電源�(zhuǎn)換段,提升能效并降低成本�

  安森美半�(dǎo)體身為首要的高性能、高能效硅方案供�(yīng)商,提供電源管理及LED照明方案來節(jié)能,幫助客戶滿足并超越世界各地的電源�(guī)范標(biāo)�(zhǔn)(工作能效、待�(jī)能耗、低靜態(tài)電流及功率因�(shù)校正等),成本平�(jià)或比傳統(tǒng)方案更低�

  需要強(qiáng)�(diào)的是,安森美半導(dǎo)體采用整體途徑來實(shí)�(xiàn)高能效,包括�

  1、降低待�(jī)(空載)能耗。包括使用準(zhǔn)諧振(谷底開�(guān))、在2段式�(zhuǎn)換器�(guān)閉PFC段等更好的拓?fù)浣Y(jié)�(gòu),以及采用頻率反走、跳周期、軟跳周期和高壓自舉(bootstrap)電路等新技�(shù)�

  2、提升電源工作能效。包括使用更好的器件,如�(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)和二極管,以及使用更好的拓?fù)浣Y(jié)�(gòu),如頻率反走、同步整流,及準(zhǔn)諧振、完全諧振、有源鉗位(反激或正激)等軟開�(guān)技�(shù)�

  3、功率因�(shù)校正(或減少諧波)。包括將PFC與主�(zhuǎn)換器�(jié)合,以及�(yōu)化指定應(yīng)用和電平的PFC控制模式,如非連續(xù)�(dǎo)電模式(DCM)、臨界導(dǎo)電模式(CrM)或連續(xù)�(dǎo)電模式(CCM)�

  安森美半�(dǎo)體針�(duì)這些�(guān)鍵的電源及LED照明�(yīng)用提供眾多的�(lǐng)先產(chǎn)品,如PFC控制器、交�-直流(AC-DC)控制器、高壓MOSFET、LED�(qū)�(dòng)器、整流器、次�(jí)同步整流控制器、直�-直流(DC-DC)開�(guān)�(wěn)壓器及低壓降(LDO)穩(wěn)壓器,并基于這些�(lǐng)先產(chǎn)品提供高能效的GreenPoint?參考設(shè)�(jì),用于ATX電源、筆記本及打印機(jī)電源適配器、電視、固�(tài)照明及其它應(yīng)用�

  例如,安森美半導(dǎo)體用于臺(tái)式機(jī)ATX電源�255W GreenPoint?電源參考設(shè)�(jì)�100�115�230�240 Vac輸入電壓條件�25%�50%�100%額定輸出功率等條件下的能效高�85%,符�80 PLUS銀�(jí)能效�(guī)范及“能源之星�5.0版臺(tái)式機(jī)電源�(guī)范,并符合IEC61000-3-2功率因數(shù)要求,功率因�(shù)在多種輸入電壓條件下高于0.95。值得一提的是,這些�(shù)�(jù)均是�41長的線纜末端獲得,經(jīng)過了完全�(cè)試,�(qiáng)固且性價(jià)比高,屬于可投產(chǎn)型設(shè)�(jì),參見圖1�

  又如,在通用LED照明�(yīng)用方面,安森美半�(dǎo)體對(duì)一款從零售商店購得的鹵�?zé)襞_(tái)燈,采用LED模塊�(jìn)行重新設(shè)�(jì)。原35 W鹵素?zé)�?20Vac�(shí)的輸入功率為41.7W,亮度為744流明,而基于安森美半導(dǎo)體NCP1014�(gòu)建的LED模塊的LED�(tái)燈在120Vac條件下的輸入功率僅為10.9W,即能耗僅相當(dāng)于傳�(tǒng)鹵素?zé)�?/4,但光輸出卻高于鹵素?zé)簦_(dá)�795流明。這采用LED模塊的新�(tái)燈設(shè)�(jì)既減小產(chǎn)品體積,又極佳地�(shí)�(xiàn)節(jié)能。這LED模塊的電路圖參見�2�

  安森美半�(dǎo)體旨在成為高�(zhì)量、高性價(jià)比、高性能電源管理方案的首選供�(yīng)商,除了推出�(guān)鍵的控制、驅(qū)�(dòng)及電源轉(zhuǎn)換IC,還配合推出高壓MOSFET及整流器�(chǎn)品,并提供豐富的整流器封裝系�(tǒng),包括新的SO-8 FL整流器封裝,其熱性能幾乎與DPAK小巧封裝一樣好�

  �(jié)束語

  �(jì)算機(jī)、平板電視、適配器等關(guān)鍵電源應(yīng)用及LED照明�(yīng)用面臨更高能效要求,并為�(shè)�(jì)人員帶來挑戰(zhàn)。安森美半導(dǎo)體現(xiàn)有構(gòu)建高能效電源及LED照明�(yīng)用的先�(jìn)技�(shù)及產(chǎn)品,且是完整解決方案供應(yīng)商,提供高性能、低系統(tǒng)總成本的差異化GreenPoint?參考設(shè)�(jì),既提升工作能效,又降低待機(jī)能耗,同時(shí)還提供高功率因數(shù),以整體途徑幫助客戶符合或超越世界各地的高能效規(guī)范要求�

  �(guān)于安森美半導(dǎo)�(ON Semiconductor)

  安森美半�(dǎo)�(ON Semicon-ductor,美國納斯達(dá)克上市代�(hào):ONNN)擁有跨越全球的物流網(wǎng)�(luò)和強(qiáng)大的�(chǎn)品系列,是電源、汽車、通信、計(jì)算機(jī)、消�(fèi)�(chǎn)品、醫(yī)療、工�(yè)、手�(jī)和軍�/航空等市�(chǎng)客戶之首選高性能、高能效硅方案供�(yīng)商。公司廣泛的�(chǎn)品系列包括電源、模擬、數(shù)字信�(hào)處理�(DSP)、混合信�(hào)、先�(jìn)邏輯、時(shí)鐘管理、非易失性存�(chǔ)器和�(biāo)�(zhǔn)元器件。公司的全球總部位于美國亞利桑那州菲尼克斯,并在北美、歐洲和亞太地區(qū)等關(guān)鍵市�(chǎng)�(yùn)營包括制造廠、銷售辦事處和設(shè)�(jì)中心的業(yè)�(wù)�(wǎng)�(luò)�

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