AC/DC 电源的能效：快速入门指南

2020-4-1
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欧盟委员会在十年前设定了一个大胆目标，到 2020 年将温室气体排放量减少 20%、20% 的能源来自可再生能源，以及将总体能源消耗减少 20%。这个目标结合了气候和能源的计划被称为欧盟 2020 战略。

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欧盟 2020 战略

由于我们已经过了21世纪的三分之一，现在是一个很好的提出疑问的时机，那就是欧盟会实现自己的目标吗？答案是「大多数会」。虽然温室气体减排量可能会比原定的超出 4% 以及可再生能源将达 21%，但一次能源消耗将低于目标 4.9%。

很明显地当前的重点要放在能源消耗上，因为该项目离达标尚有不少差距。最新的 EC 法规 EU2019/1782 于 2020 年 4 月 1 日生效，要求外部电源制造商满足新的空载功耗和平均效率标准，并在产品说明手册中添加能效信息以符合 CE 标志的规定。

外部 AC/DC 电源的欧盟能效标准 (2020年4月1日生效)

空载功耗：

高压输出 (≥6V) 单路低压 (<6V) 多路输出
Pout ≤ 49W 100 mW 100 mW 300 mW
Pout > 49W 210 mW 210 mW 300 mW

平均效率：

输出功 四点平均效率 (25%、50%、75%和100%负载)
高压输出 (≥6V) 单路低压 (<6V) 多路输出
≤ 1W ≤ 0.5 x Pout/1 W
+ 160 mW		 ≤ 0.517 x Pout/1 W
+ 87 mW		 ≤ 0.497 x Pout/1 W
+ 67 mW
>1W – ≤ 49 W ≤ 0.071 x ln(Pout/1 W)
– 0.0014 x Pout/1 W
+ 670 mW		 ≤ 0.071 x ln(Pout/1 W)
– 0.0014 x Pout/1 W
+ 670 mW		 ≤ 0.075 x ln(Pout/1 W)
+ 561 mW
> 49 W ≤ 880 mW ≤ 870 mW ≤ 860 mW

生态设计、ErPs、DoE VI、EC CoC 以及Lot6

生态设计指令 (2009/125/EC) 是要求欧盟国家减少能源消耗的法规，规定欧盟国家逐步淘汰低效设计和制定严格的新效率标准来提高能耗相关产品 (ErP) 的效率。

出于实践的原因，生态设计指令为不同类型的产品给予不同的分组规范，称之为「Lot」，每个 Lot 分别专注在一种有节能潜力的产品类型。

Lot 6 规范通风设备，这是一个关键行业因为通风、供暖和空调约占欧盟总能源消耗的 15%。由于不同通风系统的效率差异很大，为了达到目标，Lot 6 设定了每年逐步达成的最低性能要求。

这个严苛的规范非常巧妙，隐藏在 Lot 6 要求的背后其实有一个适用于一般外部电源的规定，即使这些电源与通风系统无关！

Lot 6 待机功耗标准(仅适用于外部电源装置)：

模式 旧标准 (2010) 标准 (2013) 标准 (2020)
关闭模式（无输出) 1 W 500 mW 100 mW
待机（输出开启) 1 W 500 mW 100 mW
状态显示 2 W 1 W 210 mW

虽然内部（内置）电源待机功耗并没有相关规定，但客户普遍希望电源都符合这些待机规范，这也包含了内置电源。现在任何待机功耗低于 0.5W（空载功耗）的电源都可以声称符合 Lot 6 或「ErP 指令」。

除了待机功耗的限制还有其他中等负载和满载的最低平均效率的标准。这些规范已列在欧盟能效行为准则的文件中（欧盟外部电源能效行为准则第5版），虽然这些要求目前是自愿性的，但预计会在不久的将来纳入生态设计指令。

欧盟CoC能效标准分为基本电压电源（输出≥6V）和低压电源（输出<6V）。第一阶段 (Tier 1) 是当前的规范，结合美国能源部设定的 DoE VI 级标准。在固定 10% 负载条件下进行测试，并以四个负载点（25%、50%、75% 和 100% 负载）测量平均效率。第二阶段 (Tier 2) 也已发布，对 10% 负载效率和四点平均效率有更加严格的要求，但超过 250W 的电源和多重输出电源不在此内。新的生态设计标准与自愿性 CoC 标准相似但不完全相同。

欧盟 CoC 标准（自愿性）：

输出功率 空载功耗 10% 负载 四点平均效率
基本电压 (≥6V) 低压 (<6V) 基本电压 (≥6V) 低压 (<6V)
0.3 W – ≤ 1 W ≤ 100 mW ≤ 0.5 x Pout
+ 64 mW		 ≤ 0.5 x Pout ≤ 0.5 x Pout
+ 160 mW		 ≤ 0.517 x Pout
+ 87 mW
≤ 75 mW ≤ 0.5 x Pout
+ + 0.06		 ≤ 0.517 x Pout ≤ 0.5 x Pout
+ 0.169		 ≤ 0.517 x Pout
+ 0.091
1 W –
≤ 49 W		 ≤ 100 mW ≤ 0.0626 x In(Pout)
+ 546 mW		 ≤ 0.072 x In(Pout)
+ 500 mW		 ≤ 0.071 x In(Pout)
- 0.0014 x Pout
+ 670 mW		 ≤ 0.0843 x In(Pout)
- 0.0014 x Pout
+ 609 mW
≤ 75 mW ≤ 0.1 x [0.71 x In(Pout) - 0.0115 x Pout + 5.7] ≤ 0.1 x [0.843 x In(Pout) - 0.0127 x Pout + 5.18] ≤ 0.1 x [0.71 x In(Pout) - 0.0115 x Pout + 6.7] ≤ 0.1 x [0.843 x In(Pout) - 0.011 x Pout + 6.09]
49 W – ≤ 250 W ≤ 210 mW ≤ 790 mW ≤ 780 mW ≤ 880 mW ≤ 870 mW
≤ 150 mW ≤ 0.79 ≤ 0.78 ≤ 0.89 ≤ 0.88
250 W ≤ 500 mW ≤ 875 mW ≤ 875 mW ≤ 875 mW ≤ 875 mW
N/A N/A N/A N/A N/A

在实践中要符合这些限制是困难的，虽然对低功率的 AC/DC 电源来说是可行的，但若要高功率电源的待机功耗经济地达标，只能透过第二个低功率辅助电源来独立开启或关闭主功率级（关于这方面的例子，请参阅 RECOM RACM550 数据表）。

我们愿意提供协助

RECOM以设计高效、紧凑且符合经济效益的AC/DC电源感到自豪，板外和板载的皆然。虽然生态设计标准和欧盟 CoC 标准仅适用于外部电源，但 RECOM 的目标是内置电源模块也要满足或优于这些效率标准，同时我们在设计新的 AC/DC 产品时也会预估更严格的标准。例如，我们的一些低功率板载电源的最大空载功耗仅 75mW，已符合最严苛的第二阶段 (Tier 2)限制。

若有兴趣了解有哪些常用技术可以协助达到标准，RECOM AC/DC 转换器知识手册1 有一章是关于如何尽可能设计空载功耗最低的电源。

无论是板外还是板载的高效电源装置都必须遵守能源消耗的法律法规。使用预认证的 AC/DC 电源并不能抵销设计高效系统时必须尽职调查的职责，但这种电源确实让符合性认证程序更简单、更快且成本更低。

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参考文献

1. 请参阅AC/DC转换器知识手册