電源越來越“綠”，安森美半導體展示高能效解決方案

    近年來，世界各地乃至中國都越來越關注、并推動著“綠色電源”的發展。

    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。作為備受業界矚目的“節電王”，安森美半導體的汽車及電源管理部全球銷售及市場總監鄭兆雄先生指出，需要以系統的途徑來提高電源能效，即提升電源工作效率、降低待機能耗并提升功率因數，以此來造就更加綠色的電源。

能效規范標準漸多，計算機電源成關注焦點

    而從近年來涌現出的各種新興能效標準來看，主要也是圍繞著這三方面中的一部分或全部來作出規定。例如，為了改善功率因數，減少電網中的諧波污染，國際電工委員會(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(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，成為了業界關注和努力的一個焦點。例如，2004年開始在美國啟動并由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2.0 W和4.0 W，且對空閑(Idle)狀態下的功率消耗也作出了規定(A類≤ 50.0 W；B類≤ 65.0 W；C類≤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%。

    業界還涌現了新的節能要求，如吸引了諸多知名計算機廠商參與的計算產業氣候拯救行動(CSCI)的要求，如表1所示。我們可以發現，不同的規范之間也在相互影響，有著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現時間表。

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界率先符合并超越“能源之星”4.0版規范要求的300 W GreenPoint^TM ATX電源參考設計。該參考設計包含的關鍵產品包括采用連續導電模式(CCM)的PFC控制器NCP1653、用作主開關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，這將鼓勵廠商開發并推出更加綠色環保的電源。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，安森美半導體已經開始提前卡位，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。該參考設計中的關鍵器件包括NCP1653/4、NCP1027、NCP1396、NCP4302和MBRS340等。

    除了穩定增長的計算機市場，安森美半導體也將目光瞄準另一個呈現爆炸性增長的市場——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等關鍵器件。鄭兆雄強調，與第一代相比，第二代的參考設計將實現更高的電源能效。

    鄭兆雄說，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，就如美國有個廠商采用安森美半導體的機頂盒衛星接受器電源方案后，與目前市場上的電源方案比較有以下大幅改善：80 W負載時能效由原來的75%增至80%；空負載連接時，輸入功率由原來的2.5 W降為700 mW；不需要用于12 V輸出的后壓差穩壓器；沒有屏蔽；不需要定制高感的EMI濾波器，采用市場上現有的電感就可以；最后，物料成本也由原來的10美元降低至7.2美元。上例可說是雙贏方案，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先的封裝技術，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現更可靠系統

    對于系統廠商而言，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類型，分別是高能量應用(如電信交換機和供電線路等)、中等能量應用(如計算機網絡、工廠自動化設備等)和較低能量/高壓應用( 如個人娛樂及信息系統等)。安森美半導體亞太區標準產品部市場營銷副總裁麥滿權表示，該公司針對這些應用均可提供相應的電路保護產品，并且在業界具有競爭優勢，如安森美半導體新近推出的ESD9L ESD保護解決方案具有業界最低的鉗位電壓、最低的電容和最小巧的雙引腳封裝，高于競爭產品水平。

    而在電源控制方面，近年來涌現出來的一個趨勢便是采用高性能的鎖相環(PLL)來替代多種晶體振蕩器(XO)或壓控晶體振蕩器(VCXO)。麥滿權指出，安森美半導體的高性能PureEdge^TM PLL鎖相環技術，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PLL IC就可以替代系統中的多個晶振模塊，從而帶來穩固的成本降低，無須扇出緩沖器或轉換器；具備多個邏輯系列輸出等級；扇出板面積優化；簡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。

    麥滿權說，安森美半導體擁有所需的系統專知來應對當前及未來的電源及電源管理挑戰，并擁有轉換模擬及電源IC設計專知為現實所需的產品，安森美半導體的廣泛產品系列能夠提供器件及系統級解決方案，幫助客戶實現更加高效、可靠的系統；再配以全球的供應鏈管理，使客戶能在想要的時間、地點及渠道供貨。