電源適配器的新技術來滿足新的能源效率VI標準

電源適配器生產(chǎn)廠家作為一個公認的電力系統(tǒng)解決方案領導者，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)設計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級效率標準。有著幾十年開關電源設計和制造經(jīng)驗，廣泛應用于醫(yī)療，音頻工業(yè)和消費品，環(huán)球特科理解在當前監(jiān)管環(huán)境下無論是強制性還是自愿性的能效要求的復雜和細微的差異，提供全面的產(chǎn)品線，高效極低功耗開關電源，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。

強制性要求將于2016年2月10日開始對所有制造或進口到美國外部電源實施。新規(guī)范嚴格規(guī)定的低平均效率的外部電源供應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類應用。新的法規(guī)要求產(chǎn)品銘牌，包裝或隨附的文件標志羅馬數(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格的限制，這也擴大了產(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用設備而間接操作EPS那些就需要帶電池來操作設備的應用。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準。需要聯(lián)邦食品和藥物管理局（FDA 批準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毫安的電池充電應用馬達負載不需要滿足該標準。同時，某些外部電源用于某些生命平安設備不需要滿足空載模式要求。

新的設計技術來滿足新的VI級要求

設計工程師面臨的迎接新的更嚴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載范圍。老設計的電源在低于其額定大負載運行時效率遠低于在大負載時。這部分主要是因為在空載是固定損耗。

有非常嚴格的平均效率和空載輸入功率要求，增量設計變卦或輕微調(diào)整現(xiàn)有的設計，如使用更高質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，各層次的設計發(fā)生重大變化，從動力系統(tǒng)的拓撲選擇，操作控制技術，次級整流技術，對控制芯片和其他關鍵的功率器件的選擇。同時，對傳統(tǒng)的小設計注意當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行和待機功耗，電阻負荷，平安電容放電電阻和啟動電路，都需要關注并優(yōu)化來降低損耗。

一個新興的技術在現(xiàn)在被用來滿足并超越嚴格的能源效率要求，有效結合高效率拓撲選擇，仔細選擇組件和使用新材料，的設計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)略來實現(xiàn)，可以根據(jù)終端負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載范圍內(nèi)變得相對平坦。

例如，75W小功率應用，反激式拓撲結構，準諧振工作（QR高負載和自動轉換成頻率折返模式（FFM中等功率負載，后非常輕的負載無負載條件下工作在突發(fā)模式將顯著提高在較寬的負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損耗達到小。反激電路的主晶體管開關在兩端的電壓是低水平（谷值開關關閉）因此通過減少開關過程的寄生電容來減低損耗。FFM模式，降低開關頻率有助于減少損失，開關頻率和比例例如主MOSFET開關和次級二極管關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，電源在關機模式或極低功耗待機模式。

無負載工作在突發(fā)模式下的電力供應將顯著降低空載輸入功率消耗，但有非常嚴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運行功耗，無論是初級側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域是次級側整流電路。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是由于其正向電壓降導致導通損耗高。具有非常低的導通電阻MOSFET替代二極管作為同步整流器將導致更低的損耗，提高電源整體效率。

強制VI級效率標準的生效日期前，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)療認證。輸出電壓范圍從5V至6V和負載電流為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。非常低的漏電流，共模噪聲和較低的輸出電壓紋波。如果需要更詳細的性能，技術參數(shù)，認證和連接配置

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

距離美國能源部能源效率法規(guī)的強制性執(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證來自不同供應商的外置電源，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)投資于電源技術研發(fā)，推動電源效率和空載功耗極限達到并超越當前和未來的能源效率規(guī)范。

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