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节能标准日益普及 半导体厂商齐发力推高效器件

来源:芯片解密-龙芯世纪   时间:2009-03-03   阅读:1025

 
    随着新的节能标准的出台,减少能耗、节约资源,开发高效节能产品成为目前各大电子厂商关注的焦点。在节能设计中,元器件选取也逐渐引起重视,目前,包括安森美半导体、TI、飞兆等知名半导体厂商在内的器件提供商纷纷推出新的节能器件,以满足高效节能的需求。
 
    据悉,为了进一步减少能耗,节约能源,一些新的节能标准已经出台。于2008年11月生效的“能源之星”电视产品3.0版规范旨在提升液晶电视的能效。这就要求面板供应商需要改善面板性能,提供更高的屏幕能效,在提供同等光输出的情况下减少灯的使用,并降低能耗。现在要求LCDTV的待机能耗低于1W,很快将低于0.3W,甚至可能低于0.1W。和旧款电视相比,符合新认证规格的电视能源效能提升了30%。
 
    数据显示,美国市场约有2,750万台电视,每年平均消耗超过500亿千瓦的电力,占所有家庭用电量的4%左右。而这些电量可以供应纽约所有家庭整整一年的用电。如果采用新标准,每年则可以节省10亿美元的能源支出,并且可以减少相当于100万台车辆排放量的废气。针对机顶盒产品的“能源之星”2.0版规范计划于2009年1月1日生效。而针对计算机电源则推出了“能源之星”4.0版规范。
 
    安森美半导体市场推广工程师龙翊指出,由于全球能源消耗的日益扩大,为了节能降耗,新的节能标准将向下面几个方向发展:一是待机能耗要求进一步降低,针对目前发展迅速的LCDTV,要求在空载时待机能耗在0.1瓦以下。二是轻载与满载时候效率的提高。如ATX,对于在1/4负载,1/2负载,满载时候的效率要求能分别达到85%,88%,85%。三是功率因数的提高。
 
    能效规范标准的日益普及要求所有操作模式的电源转换具备更高的能效,其中包括降低待机(空载)能耗、提升电源工作效率、采用功率因数校正(PFC)或减少谐波。龙翊表示,一旦选择好了电源管理芯片,整个电源的拓扑结构以及工作模式就得以确定。为了进一步提高效率,除了优化的设计外,元器件的选取也要引起重视。如开关电源中的半导体器件MOSFET与输出整流管,要尽量选择导通电阻低的MOSFET与导通压降低的输出整流管。当然在大电流输出的应用情况下,如果输出能够采用同步整流,对效率的提升会大有帮助。此外磁性元件的设计与选择也至关重要,如变压器的设计,铜损与铁损都要作为考量要素。
 
    安森美半导体最新推出的几款芯片满足新的能源标准。NCP1392是8-Pin集成多种保护功能的LLC控制器,使得整个电源的设计更为简化。NCP1237是固定频率的反激控制器,轻载时采用频率回走特性,集成输入过欠压保护,过功率保护等多种保护功能,满足最新的能源之星2.0标准。NCP1654是8-Pin的连续模式PFC控制器件,具有输入欠压保护以及良好的动态响应。在推出新产品的同时,该公司也在推广整体解决方案,这些解决方案中应用了最新的技术。如次级采用同步整流的谐振半桥架构,用于高效率的ATX电源。个人电脑电源能效趋势要求符合80PLUS规范,这要比68%能效的半桥和73%的双开关正激方案分别高出12%和7%。安森美半导体的GreenPointATX所有负载点均可保证符合80PLUSSilver能效要求,适用于全球各个市场。
 
  另外其220WGreenPoint液晶电视参考设计采用半桥LLC谐振拓扑结构,完全可以满足“能源之星”电视产品3.0版规范的要求。
 
  据龙翔介绍,随着电子产品轻薄短小化的发展趋势,以节能降耗为前提,安森美半导体接下来会开发无桥PFC、交错式PFC,以及COMBO等。
 
  飞兆最近则加入了美国节能联盟。该公司表示,电子组件制造商在生产能效更高的日用电子产品方面起着举足轻重的作用。飞兆致力于设计和开发能够降低功耗、增加电池寿命、延长产品使用期的产品,并在不增加功率使用量的情况下提高功率性能。例如,相比单相电机,在家用电器和工厂自动化设备中使用可变速电机效率可提高40%。电子组件可让电机根据需要以不同的速度开启和关断。如果美国25%的家庭把单相电机冰箱换为采用飞兆组件的高效电机,所节省的能量就足够供应美国近50万个家庭一年的用电。
 
    TI日前也推出了新型32位Piccolo系列MCU产品。PiccoloF2802x/F2803x控制器可取代多个电子组件,在实现高级电源/稳压器电子产品管理的同时还可降低系统整体成本。例如,在变频空调设备中,通过一个F2802x/F2803x控制器就可精确控制两部电气三相马达,并可执行功率因数校正(PFC)计算。目前,包括欧洲、中国、日本以及印度在内的全球约30%的市场都需要PFC功能,该功能可提高负载效率,从而更好地利用电源。Piccolo系列MCU还可以实时控制通过在诸如太阳能微型逆变器、LED照明、大型家用电器以及混合动力车载电池等工业、消费类及车载应用中实施高级算法,从而可实现更高的系统效率与精度。