工频电源适配器已有待机能耗解决方案

>产品与技术

工频电源适配器已有待机能耗解决方案
来源: 时间:2018-11-20

考虑许多人性化的功能实现和满足安全的条件,越来越多的电子、电器商品都具备了待机的功能。它极大的方便了人们的生活,提高了生活素质。但在大量使用这些产品的新功能时,带来了一些负面的影响。待机时的能量没有做功,消耗了不少能源,造成了浪费,与今天提倡的低碳生活和节能减排背道而驰。据国际经合组织统计,我国城市家庭的待机能耗是家用总能耗的百分之十左右。待机能耗像一只隐形的吸血虫,在浪费能源的同时,给环保带来了巨大的压力。

因此,许多国家和地区,已经开始执行国际能源署(IEA)的节能倡议,美国、欧盟等地区更在2010年4月份以法规的形式强制执行。我国是一个制造大国,如果产品达不到待机能耗指标,待机能耗将形成一个非关税壁垒,是出口产品一个亟待解决的问题。

电源适配器现状

现在使用的各种电源适配器,从工作原理上可以分为两大类:一种为高频开关电源,另一种为传统的工频变压器为主组成的,也称“线性”电源,高频开关电源是一种以电子技术为主的新型电源,它的待机能耗有许多公司在研发,并初步得到解决。这里我们重点谈谈工频电源适配器的待机能耗问题。

我们知道,工频电源适配器的核心元件是硅钢片和铜线组成的变压器,它是一个有相当历史的产品,依靠本身材料进步和技术改造,是很难达到0.3w这个待机能耗指标的。特别是输出功率,达到10w以上时,几乎成为不可能。而3w-250w是实际应用最多的功率区间,同时也是有关法规所要求要达标的功率段。该法规不区别是工频的还是高频的,只要是电源适配器,就必须要达标(待机能耗)。

为此,给广大的工频电源生产厂家,使用工频电源适配器的配套产品和厂商带来了一个极大的挑战。由于工频电源适配器它具有相对于高频开关电源的某些优势和特点,例:高可靠的、安全、使用寿命长、电磁兼容性好等,在很长的一段时间内,两种形式(工频、开关)电源适配器会在今后各个领域分享市场、共同发展。

但是,只有解决了工频电源适配器的低耗待机这个硬指标,它才能回到现在追求“绿色”的市场中,才能把“壁垒”变成“杠杆”,使得我国产量占全球约65%的工频电源适配器这个传统电器产业重放活力。

解决方案

深圳光华源和深圳市沃能达公司在深圳市区政府的大力支持下,历时三年时间,应用多学科相结合的方法,采用高新技术与特殊工艺研发了MEC厚膜集成电路,成功解决了工频电源适配器的待机能耗大的问题,对要求的功率段[3w---250w]范围均能够超过2013年的二期0.3w要求。典型的指标为0.09w,指标性能优异,大大提高了节能的效果,现该产品已通过赛宝实验室测试与美国的UL认证,开始批量生产。将该产品(MEC厚膜集成电路)按下图接入变压器中。

即可使得待机能耗达到第二阶段(第一阶段0.5w,第二阶段0.3w)小于等于0.3w的指标,实际控制指标小于等于0.1w。AC/DC,  AC/AC均可以使用。

该模块工作原理简述如下:

启动过程:

从次级串联取得一个弱小的电流启动信号,经过信号调理,放大整理,送给高压隔离驱动电路,去驱动由BCR组成的功率开关,控制接通变压器初级,给变压器全压供电。这时,负载的电流将维持该状态;

待机状态:

当没有接入或负载断开时,电流信号采集框没有信号输出,BCR功率开关关闭。此时,由内部的恒流源电路提供一个很小的电流供给内部电路,形成内部各单元的工作电压,同时给变压器初级提供一个微小的电流,在次级感生一定的电压,以便判断次级负载接入与否的情况。为接通做准备;

电流信号采集采用开口磁环,嵌入霍尔元件的方式,进行电流检测;

其他部分:

信号放大调整由微功耗的运放IC组成;

隔离驱动采用高隔离的磁环与高频调制电路,保证体积小,且能够传送足够的能量,去驱动BCR功率开关;

恒流源采用镜像差分电路组成,其原理大家都明白,不再述说。

工作电源形成比较简单,就是一个基本稳压器件组成的简单稳压器,因内部电路允许工作电源有一定变化;

由上述功能框再加上引脚与封装,构成了MEC低耗待机厚膜电路。

 

结束语

这项技术和产品为世界首创,成功的解决了工频电源适配器这个大类产品的世界性难题,为中国人在全球节能减排中留下了浓浓的一笔。同时,拥有这个核心技术与自主知识产权,将开发出系列应用产品,为全球的绿色生活做出应有的贡献!

 

上一篇:无 下一篇:无