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世界性线性电源待机能耗难题已被解决 作者：何曙光 总工程师 沃能达科技有限公司 今年4月份开始，美国和欧盟将强制执行能源之星标准，这个标准对市面上所有的电源适配器都提出了硬性指标，要求电源适配器的待机功耗都要降到0.5瓦以下。目前高频开关电源适配器的这一问题已被安森美、PI和冠德电源等公司解决，但工频线性电源适配器的这一问题尚是一个世界性的难题，作为一种核心元件仍主要由硅钢片和铜线组成的传统变压器产品，仅仅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。 尽管开关电源因它的优点已成为目前行业的主流发展趋势，但工频线性电源目前仍有差不多35%的市场份额，高端音响设备、高端医疗电子设备、军工产品和通讯产品仍必须使用线性电源，因为工频线性电源适配器能提供开关电源所做不到的很多独特性能，如特别高的可靠性、优秀电磁兼容性、很高安全性和更长的使用寿命等。此外，由于线性电源的这些独特优势，日常生活中的各种高端电器、安防设备、甚至儿童电子玩具也有着大量的应用。 由于全球约65%的工频线性电源适配器是在中国生产的，因此如果线性电源待机功耗达不到该标准，那么就面临在今年4月以后就将无法出口相关电子产品的问题，这种非关税的技术壁垒是中国电子制造业目前面临的一个亟待解决的问题。 这一技术瓶颈已被本土企业打破 现在深圳光华源科技有限公司和深圳市沃能达科技有限公司历时三年独力研发的一个电子元件“MEC厚膜集成电路”，成功地解决了线性电源待机能耗这一世界性技术难题。只要把它接入电源适配器中，电源待机能耗减就能达到国际标准，比节能倡议中的标准0.3W优化三倍以上，这款产品主要运用在工频线性电源适配器中。 目前该产品已经进入批量生产，其技术性能比世界上最苛刻的行业标准还优化三倍以上。应用和推广这项技术，将打破美国、欧盟对电器所设置的技术要求壁垒，为全球的节能减排带来决定性的希望。 MEC已通过美国UL认证 MEC厚膜集成电路是沃能达拥有全部自主产权的高新技术产品，它采用特殊工艺制作，成功解决了工频线性电源适配器的大待机能耗问题，对要求的功率段范围(3W到250W)均能够超过2013年的二期0.3W要求，通过测试，待机能耗普遍都能达到0.09W。现该产品已通过有关测试与认证，包括美国UL认证和中国赛宝实验室检验，现进入批量生产阶段，将该产品接入传统变压器中，就可使得待机能耗大大优于国际标准。 这项技术和产品为世界首创，成功地解决了工频线性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做出表率。同时，拥有这项核心技术与自主知识产权，即可开发出系列应用产品，在空调、音响、电视机等民用产品中前景可观。 《 国际电子商情 》网站还将刊出MEC厚膜集成电路的工作原理和功能方框图，敬请继续留意。  

随着大量的电子电器产品及应用，为了许多人性化的条件实现，越来越多的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 深圳市沃能达科技有限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、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，现该产品已通过有关测试与认证，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。该模块工作原理简述如下： 从次级串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； 当没有接入或负载断开时，电流信号采集框没有信号输出，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，以便判断次级负载，接入与否的情况，电流信号采集采用开口磁环中，嵌入霍尔元件的方式，进行电流检测； 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，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！