電源越來(lái)越“綠” 安森美半導體展示高能效解決方案

　　近年來(lái)，世界各地乃至中國都越來(lái)越關(guān)注、并推動(dòng)著(zhù)“綠色電源”的發(fā)展。

　　對于電源而言，既要充分利用電能，又要盡可能地減少不必要的電能消耗或損耗。作為備受業(yè)界矚目的“節電王”，安森美半導體的汽車(chē)及電源管理部全球銷(xiāo)售及市場(chǎng)總監鄭兆雄先生指出，需要以系統的途徑來(lái)提高電源能效，即提升電源工作效率、降低待機能耗并提升功率因數，以此來(lái)造就更加綠色的電源。

　　能效規范標準漸多，計算機電源成關(guān)注焦點(diǎn)

　　而從近年來(lái)涌現出的各種新興能效標準來(lái)看，主要也是圍繞著(zhù)這三方面中的一部分或全部來(lái)作出規定。例如，為了改善功率因數，減少電網(wǎng)中的諧波污染，國際電工委員會(huì )(IEC)出臺了61000-3-2標準。而在提高電源工作效率和降低待機能耗方面的規范標準則更多。以外置電源為例，美國“能源之星”(ENERGY STAR®)和中國中標認證中心電源適配器節能認證項目、美國加州能源委員會(huì )(CEC)以及歐盟行為準則等都對不同額定輸出功率的外置電源(電源適配器)的作出了規定，如對于打印機和筆記本電腦等所適用的功率大于49 W (CEC此項為大于51 W)的適配器，要求的最低工作效率大部分都是0.85，僅歐盟行為準則為0.84;而在待機(空載)模式下，紛紛要求在0.5 W甚至是0.3 W以下。

　　對于家庭中普遍使用的電視機而言，中國中標認證中心(CSC)、韓國“Energy Saving”、歐盟生態(tài)標簽(EU Eco-Lable)等標準的待機能耗要求為3 W，而歐洲高能效電器組織(GEEA)、美國1 W總統待機令以及“能源之星”等要求為1 W甚至低于1 W。

　　此外，計算機在人們日常工作生活中的應用非常廣泛。目前普通的計算機電源效率僅在70%左右，這方面的電源能效提升潛力較大，成為了業(yè)界關(guān)注和努力的一個(gè)焦點(diǎn)。例如，2004年開(kāi)始在美國啟動(dòng)并由Ecos Consulting管理的“80 PLUS®”要求計算機電源在20%、50%和80%負載條件下都達到80%甚至更高的工作效率，并且具有0.9或更高的功率因數。

　　而“能源之星”針對計算機電源的要求也在不斷升級。“能源之星” 4.0版規范的自2007年7月20日開(kāi)始生效，要求臺式機在待機和休眠模式下的功率消耗分別不超過(guò)2.0 W和4.0 W，且對空閑(Idle)狀態(tài)下的功率消耗也作出了規定(A類(lèi)≤ 50.0 W;B類(lèi)≤ 65.0 W;C類(lèi)≤95.0 W);而在20%、50%和100%負載條件下的效率最低達80%。此外，更新的5.0版規范第一階段要求將于2009年7月1日開(kāi)始生效，將要求使用內置電源的計算機在50%負載條件下工作效率最低達85%，而在20%和100%負載條件下最低效率達到82%。

　　業(yè)界還涌現了新的節能要求，如吸引了諸多知名計算機廠(chǎng)商參與的計算產(chǎn)業(yè)氣候拯救行動(dòng)(CSCI)的要求，如表1所示。我們可以發(fā)現，不同的規范之間也在相互影響，有著(zhù)趨近甚至趨同的趨勢。如能源之星針對計算機的5.0版規范與CSCI便呈現出一定程度的吻合。

　　表1：CSCI提出的計算機電源在不同負載條件下的最低能效要求實(shí)現時(shí)間表。

　　安森美半導體的ATX高能效電源解決方案

　　安森美半導體展示了業(yè)界率先符合并超越“能源之星”4.0版規范要求的300 W GreenPointTM ATX電源參考設計。該參考設計包含的關(guān)鍵產(chǎn)品包括采用連續導電模式(CCM)的PFC控制器NCP1653、用作主開(kāi)關(guān)電源控制器的有源鉗位脈寬調制(PWM)電壓模式控制器NCP1562、用作待機穩壓器的NCP1027、同步后穩壓器NCP4330和8 A、600 V功率整流器MSR860。這參考設計在100%負載時(shí)達到86.5%的工作效率，在20%輕載條件下也達到82.5%的高效率，并符合IEC61000-3-2功率因數要求。

　　為了符合“能源之星”的更新要求，ATX電源成本存在上升壓力。所幸的是，美國政府出臺了補貼計劃，針對ATX電源工作效率在80%以上的電腦每臺補貼5美元，這將鼓勵廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)并推出更加綠色環(huán)保的電源。安森美半導體的鄭兆雄預計，在2006年至2009年間，每臺ATX電源中可用的安森美半導體器件價(jià)值將從3.7美元增加至4.9美元。

　　圖1：安森美半導體工作效率達85%的ATX電源參考設計。

　　此外，鑒于更新版的“能源之星”計算機電源規范也將于2009年生效，安森美半導體已經(jīng)開(kāi)始提前卡位，預備推出能效更高的解決方案。鄭兆雄透露，安森美半導體預計將于2008年第二季度推出工作效率高達85%的ATX電源參考設計。該參考設計中的關(guān)鍵器件包括NCP1653/4、NCP1027、NCP1396、NCP4302和MBRS340等。

　　除了穩定增長(cháng)的計算機市場(chǎng)，安森美半導體也將目光瞄準另一個(gè)呈現爆炸性增長(cháng)的市場(chǎng)——液晶電視。該公司此前針對液晶電視推出的220 W GreenPoint TM電源參考設計包括NCP1395、NCP5181、NCP1653、NCP1027等關(guān)鍵器件，在115 V和230 V輸入條件下分別可達到最高接近89%和91%的效率。而在此次IIC-China 2008期間，安森美半導體還宣布推出第二代的220 W GreenPoint TM液晶電視電源參考設計。新的參考設計包括NCP1396、NCP1605和NCP1027等關(guān)鍵器件。鄭兆雄強調，與第一代相比，第二代的參考設計將實(shí)現更高的電源能效。

　　鄭兆雄說(shuō)，安森美半導體已推出了多款GreenPoint TM電源參考設計，針對從5 W到300 W的不同應用。他并舉例機頂盒衛星接受器，說(shuō)明采用高能效的解決方案不一定涉及較高的成本，就如美國有個(gè)廠(chǎng)商采用安森美半導體的機頂盒衛星接受器電源方案后，與目前市場(chǎng)上的電源方案比較有以下大幅改善：80 W負載時(shí)能效由原來(lái)的75%增至80%;空負載連接時(shí)，輸入功率由原來(lái)的2.5 W降為700 mW;不需要用于12 V輸出的后壓差穩壓器;沒(méi)有屏蔽;不需要定制高感的EMI濾波器，采用市場(chǎng)上現有的電感就可以;最后，物料成本也由原來(lái)的10美元降低至7.2美元。上例可說(shuō)是雙贏(yíng)方案，不單提高電源工作能效，降低空載功耗，整體成本也減少了28%，所以關(guān)鍵在整體的設計。

　　安森美半導體除可提升電源工作效率、降低待機能耗并提升功率因數外，還配以廣泛的分立器件及領(lǐng)先的封裝技術(shù)，提供整體的提高電源能效方法。

　　最新電路保護及電源控制方案幫助實(shí)現更可靠系統

　　對于系統廠(chǎng)商而言，不僅需要采用能效更高的電源解決方案，也需要采用更新的電路保護及電源控制解決方案，以此幫助實(shí)現更加可靠的系統。

　　以電路保護為例，其應用基本上可分為三個(gè)類(lèi)型，分別是高能量應用(如電信交換機和供電線(xiàn)路等)、中等能量應用(如計算機網(wǎng)絡(luò )、工廠(chǎng)自動(dòng)化設備等)和較低能量/高壓應用( 如個(gè)人娛樂(lè )及信息系統等)。安森美半導體亞太區標準產(chǎn)品部市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)副總裁麥滿(mǎn)權表示，該公司針對這些應用均可提供相應的電路保護產(chǎn)品，并且在業(yè)界具有競爭優(yōu)勢，如安森美半導體新近推出的ESD9L ESD保護解決方案具有業(yè)界最低的鉗位電壓、最低的電容和最小巧的雙引腳封裝，高于競爭產(chǎn)品水平。

　　而在電源控制方面，近年來(lái)涌現出來(lái)的一個(gè)趨勢便是采用高性能的鎖相環(huán)(PLL)來(lái)替代多種晶體振蕩器(XO)或壓控晶體振蕩器(VCXO)。麥滿(mǎn)權指出，安森美半導體的高性能PureEdgeTM PLL鎖相環(huán)技術(shù)，提供高靈活性和可編程能力，支持擴頻和可編程延遲等新特征，采用低成本晶體即可提供多種可供選擇的頻率，并且1個(gè)PLL IC就可以替代系統中的多個(gè)晶振模塊，從而帶來(lái)穩固的成本降低，無(wú)須扇出緩沖器或轉換器;具備多個(gè)邏輯系列輸出等級;扇出板面積優(yōu)化;簡(jiǎn)化了物料清單也縮短了交貨周期;此外，由于使得系統采用更少的機械元件，也提高了系統的可靠性。

　　麥滿(mǎn)權說(shuō)，安森美半導體擁有所需的系統專(zhuān)知來(lái)應對當前及未來(lái)的電源及電源管理挑戰，并擁有轉換模擬及電源IC設計專(zhuān)知為現實(shí)所需的產(chǎn)品，安森美半導體的廣泛產(chǎn)品系列能夠提供器件及系統級解決方案，幫助客戶(hù)實(shí)現更加高效、可靠的系統;再配以全球的供應鏈管理，使客戶(hù)能在想要的時(shí)間、地點(diǎn)及渠道供貨。