标签: 电源效率

几天前，美国能源部(DOE)最近发布了EISA 2007外部电源(EPS)效率标准的修订版本。新标准主要变化如下： 提高了现行EISA2007带载模式和空载效率要求 扩大了产品涵盖范围，纳入多电压EPS 将EPS输出功率水平提高到了250 W以上 自2016年2月16日起，产品必须符合最新的要求。新要求具体请见下面的表1和表2所示。 新标准还对“直接工作EPS”和“间接工作EPS”进行了区分。直接工作EPS是指，无需在电池的协助下即可在其最终应用（非电池充电器）中工作的EPS。间接工作EPS是指，不在电池的协助下就无法在其最终应用（非电池充电器）中工作的EPS。在这项法规中还包含一个程序，即确定最终产品是直接工作还是间接工作。间接工作产品不受更严的新要求影响，它们只须在2016年2月后符合现行的EISA 2007效率限值。 表1. 2016直接工作EPS - 单电压输出效率要求   标称输出功率(P no ) 1 空载模式功率 标称输出功率(P no ) 带载模式平均效率 2 0 至≤ 49 W AC-DC：≤ 0.100 AC-AC：≤ 0.210 0 至≤ 1 W 基本电压：≥ 0.5 * P no + 0.16 低压 3 ：≥ 0.517 * P no + 0.087 1至≤ 49 W 基本电压：≥ 0.071 * ln(P no ) - 0.0014 * P no + 0.67 低压 3 ：≥ 0.0834 * ln(P no ) - 0.0014 * P no + 0.609 49至≤ 250 W ≤ 0.210 49至≤ 250 W 基本电压：≥ 0.880 低压 3 ：≥ 0.870 250 W ≤ 0.500 250 W ≥ 0.875   表2. 2016直接工作EPS - 多电压输出效率要求   标称输出功率(P no ) 1 空载模式功率 标称输出功率(P no ) 带载模式平均效率 2 任何 ≤ 0.300 0 至≤ 1 W ≥ 0.497 * P no + 0.067 1至≤ 49 W ≥ 0.075*ln(P no ) + 0.561 49 W ≥ 0.860 表格注释： P no 是被测电源的标称输出功率。 “ln” 是指自然对数。 低压电源是指标称输出电压 6 V、输出电流≥ 550 mA的EPS。基本电压电源是指除低压电源外的其他EPS。   制造商将能通过在其EPS上标注罗马数字VI来表明产品符合新标准，具体请参见国际效率标识协议。 尽管这些要求仅适用于美国，但它们已对世界其他国家和地区产生了影响。例如，欧洲最新修订的EPS行为准则(CoC)中的带载模式要求（Tier 1已于2014年1月1日生效）受到了DOE 2012年提议效率规则制定的影响。强制性的欧盟EPS生态设计指令目前正处于修订讨论阶段，预计将与大部分（如果不是全部的话）的美国标准保持一致。历史的种种迹象表明，加拿大、澳大利亚和新西兰也很有可能采用类似于美国的要求。 下面的图表将新的DOE AC-DC要求与其他EPS标准进行了比较。 图表1. AC-DC空载功耗比较 图表2. AC-DC平均带载效率比较（低压） 图表3. AC-DC平均带载效率比较（基本低压） 有关更多信息，请访问DOE外部电源节能标准页面。如需下载最终标准的副本，请单击此处。如需技术支持文档（其中提供了支持新效率要求的市场和测试数据）的副本，请单击此处。  

  几天前，美国能源部(DOE)最近发布了EISA 2007外部电源(EPS)效率标准的修订版本。新标准主要变化如下： 提高了现行EISA2007带载模式和空载效率要求 扩大了产品涵盖范围，纳入多电压EPS 将EPS输出功率水平提高到了250 W以上 自2016年2月16日起，产品必须符合最新的要求。新要求具体请见下面的表1和表2所示。 新标准还对“直接工作EPS”和“间接工作EPS”进行了区分。直接工作EPS是指，无需在电池的协助下即可在其最终应用（非电池充电器）中工作的EPS。间接工作EPS是指，不在电池的协助下就无法在其最终应用（非电池充电器）中工作的EPS。在这项法规中还包含一个程序，即确定最终产品是直接工作还是间接工作。间接工作产品不受更严的新要求影响，它们只须在2016年2月后符合现行的EISA 2007效率限值。 表1. 2016直接工作EPS - 单电压输出效率要求 标称输出功率(P no ) 1 空载模式功率 标称输出功率(P no ) 带载模式平均效率 2 0 至≤ 49 W AC-DC：≤ 0.100 AC-AC：≤ 0.210 0 至≤ 1 W 基本电压：≥ 0.5 * P no + 0.16 低压 3 ：≥ 0.517 * P no + 0.087 1至≤ 49 W 基本电压：≥ 0.071 * ln(P no ) - 0.0014 * P no + 0.67 低压 3 ：≥ 0.0834 * ln(P no ) - 0.0014 * P no + 0.609 49至≤ 250 W ≤ 0.210 49至≤ 250 W 基本电压：≥ 0.880 低压 3 ：≥ 0.870 250 W ≤ 0.500 250 W ≥ 0.875   表2. 2016直接工作EPS - 多电压输出效率要求 标称输出功率(P no ) 1 空载模式功率 标称输出功率(P no ) 带载模式平均效率 2 任何 ≤ 0.300 0 至≤ 1 W ≥ 0.497 * P no + 0.067 1至≤ 49 W ≥ 0.075*ln(P no ) + 0.561 49 W ≥ 0.860 表格注释： P no 是被测电源的标称输出功率。 “ln” 是指自然对数。 低压电源是指标称输出电压 6 V、输出电流≥ 550 mA的EPS。基本电压电源是指除低压电源外的其他EPS。   制造商将能通过在其EPS上标注罗马数字VI来表明产品符合新标准，具体请参见国际效率标识协议。 尽管这些要求仅适用于美国，但它们已对世界其他国家和地区产生了影响。例如，欧洲最新修订的EPS行为准则(CoC)中的带载模式要求（Tier 1已于2014年1月1日生效）受到了DOE 2012年提议效率规则制定的影响。强制性的欧盟EPS生态设计指令目前正处于修订讨论阶段，预计将与大部分（如果不是全部的话）的美国标准保持一致。历史的种种迹象表明，加拿大、澳大利亚和新西兰也很有可能采用类似于美国的要求。 下面的图表将新的DOE AC-DC要求与其他EPS标准进行了比较。 图表1. AC-DC空载功耗比较 图表2. AC-DC平均带载效率比较（低压） 图表3. AC-DC平均带载效率比较（基本低压） 有关更多信息，请访问DOE外部电源节能标准页面。如需下载最终标准的副本，请单击此处。如需技术支持文档（其中提供了支持新效率要求的市场和测试数据）的副本，请单击此处。 

在今年1月，我在一篇博客中介绍了2013年将会产生更为严格的外部电源(EPS)能效标准。从近期的机构活动特别是欧洲来看，我的预测似乎将要成真。 美国能源部(DOE)实际上已在2012年开始了修订进程，他们针对EISA2007中的现行联邦EPS效率要求提出了更为严格、涵盖范围更广的新版标准。但截至五月底，DOE仍在审核利益相关者的反馈意见。 与此同时，在大西洋那一边，欧盟委员会已经制定出单独的自愿性和强制性能效计划，旨在进一步提高EPS效率。 欧盟委员会(EC)已在三月份发布了第5版外部电源能效规范行为准则(CoC)的最终稿。新的CoC自愿性规范提议提高带载模式效率和空载功耗要求 - 使其更难满足现行的生态设计指令的强制性标准，但易于满足DOE的提议要求。额外增加了10%负载点效率要求，以确保某些应用中的EPS在空闲和待机模式下仍具有高效率。最新要求见下面表1。Tier 1将于2014年1月1日生效，Tier 2将于2016年1月1日生效。如需新规范的副本，请单击此处。 表1. EC行为准则(CoC)第5版最终稿效率要求 空载功耗 额定输出功率(Pno) 空载功耗 Tier 1 Tier 2 0.3 W且 49 W 0.150 W 0.075 W 49 W且 250 W 0.250 W 0.150 W 移动手持电池供电且 8 W 0.075 W 0.075 W 带载模式能效标准（不包括低压外部电源） 额定输出功率(Pno) 带载模式下四个负载点的最低平均效率 带载模式下额定输出电流10 %负载点的最低平均效率 Tier 1 Tier 2 Tier 1 Tier 2 0 W 1 ≥ 0.50 * Pno+ 0.145 ≥ 0.50 * Pno + 0.160 ≥ 0.50 * Pno+ 0.045 ≥ 0.50 * Pno + 0.060 1 W 49 ≥ 0.0626*ln(Pno) + 0.645 ≥ 0.071*ln(Pno)– 0.0014 * Pno + 0.670 ≥ 0.0626*ln(Pno) + 0.545 ≥ 0.071*ln(Pno)- 0.0014 * Pno + 0.570 49 W 250 ≥ 0.890 ≥ 0.890 ≥ 0.790 ≥ 0.790 低压外部电源带载模式能效标准 额定输出功率(Pno) 带载模式下四个负载点的最低平均效率 带载模式下额定输出电流10 %负载点的最低平均效率 Tier 1 Tier 2 Tier 1 Tier 2 0 W 1 ≥ 0.50 * Pno + 0.085 ≥ 0.517 * Pno + 0.087 ≥ 0.50 * Pno ≥ 0.517 * Pno 1 W 49 ≥ 0.0755*ln(Pno) + 0.585 ≥ 0.0834*ln(Pno)- 0.0014 * Pno + 0.609 ≥ 0.0755*ln(Pno) + 0.485 ≥ 0.0834*ln(Pno)- 0.0014 * Pno + 0.509 49 W 250 ≥ 0.880 ≥ 0.880 ≥ 0.780 ≥ 0.780 资料来源：外部电源能效行为规范第5版（终稿） 在强制性要求方面，欧盟委员会(EC)仍在审核生态设计指令Lot 7 EPS效率要求(EC 278/2009)。顾问师论坛(CF)已于近期举行，探讨各方提出的使生态设计EPS效率要求与行为规则第5版中大多数提议要求保持一致的建议，但生效日期将会推后一年（Tier 1将于2015年1月1日生效）。EC还在考虑多输出EPS和输出功率≥250 W的EPS，使其与美国能源部NOPR中的提议变化保持一致。预计相关讨论仍会贯穿全年。如需顾问师论坛(CF)和Lot 7回顾性研究的工作文件提议副本，请单击此处。 最后，值得一提的是，第6版能源之星计算机规范的最新草案包括激励更高效率电源的提议。添加新的功耗容许值可使产品更容易满足计算机的整体能耗限值，从而对制造商使用高于基准规范所规定效率的电源进行奖励。对于行为准则(CoC)，此容许值还鼓励电源在10%负载点下维持高效率，此负载点对应于计算机接近空闲模式的情况。有关提议的6.0版计算机能效规范的副本，请单击此处。

美国环保署(EPA)最近发布了能源之星计算机规范的第6.0版第3稿。它包含一个小小的激励措施，鼓励计算机制造商在其产品出厂时配备效率更高的电源。 新草案沿用了EPA的典型能耗(TEC)及附加功能计算方法，以降低台式机和笔记本电脑的功耗水平。虽然TEC水平已作修订以反映当前的性能改进，但电源的效率要求暂时还未发生变化。不过，EPA正采取措施以使计算机产品能更容易地满足更为严格的TEC规范 - 前提是计算机在出厂时配备了效率高于规范要求的电源。 为确定整体方案合规性，需先使用公式1（考虑到了计算机在关机、睡眠和空闲模式下的功耗情况）来计算计算机的年度TEC (kWh)： 公式1：台式机、一体台式机、瘦客户端和笔记本电脑的TEC计算(ETEC)   其中： P OFF = 测得的关机模式功耗值(W) P SLEEP = 测得的睡眠模式功耗值(W) P LONG_IDLE = 测得的长时空闲模式功耗值(W) P SHORT_IDLE = 测得的短时空闲模式功耗值(W) T OFF 、T SLEEP 、T LONG_IDLE 和T SHORT_IDLE 均为规范中规定的时间模式权重 接下来，计算计算机的最大容许TEC值（见下面的公式2）。此时，要考虑到计算机的基本功能（如，CPU的核数、内存大小和显卡大小）、任何附加功能性（如，内存、存储器和集成显示器）以及现在新增的适用于“高于规定”的电源效率的容许值因数。计算机如要满足能源之星要求，根据公式1的计算结果必须低于公式2的计算结果。 公式2：台式机、一体台式机和笔记本电脑的ETEC_MAX计算   其中： ALLOWANCE PSU 是为满足规范中规定的可选更高效率水平要求的电源提供的容许值 TEC GRAPHICS 是规范中规定的独立显卡容许值 TEC BASE 是规范中规定的台式机和一体台式机的基本容许值 TEC MEMORY 、TEC STORAGE 和TEC INT_DISPLAY 是规范中规定的附加功能容许值 因此，包含一个“高于规定”效率的电源在公式2中引入了一个“容许值”因数，这样就增大了TEC容许值，从而更容易满足。所要求的容许值和最低效率见下面表1。 表1. 电源的效率容许值（资料来源：能源之星计算机规范要求第6版第3稿）   注释：iv - 单路输出电源和多路输出电源将使用能源之星能效规范中确定的特定测试方案进行测试。 v - 平均效率是指分别在25%、50%、75%和100%额定输出电流下测试所得效率的算术平均值。 此外，容许值鼓励电源在10%额定输出下维持高效率，以确保计算机在空闲模式下保持高效的电源性能。此10%测试点最近已开始出现在其他能效标准中，如欧盟委员会最新发布的EPS行为准则草案。 EPA希望于2013年3月正式发布第6版规范，并于今年年底之前生效。有关新版规范及其他提议的第3稿规范变化的详细信息，请点击这里下载一份完整规范。如对规范草案有任何书面意见，可发送至computers@energystar.gov。

3月7日，美国能源部发布了一份本年度最重要、最具深远意义的“提议规则制定预通知(NOPR)”。这份NOPR针对的是电池充电器和外部电源节能标准，它不仅预示着第一项强制性电池充电器系统联邦能效标准的到来，而且还将提高现行的外部电源最低效率要求并扩大其涵盖范围。受影响EPS和BCS存在于各种各样的消费电子应用和产品中。 这份470页的NOPR包含大量信息，无法一口气读完，因此我准备在后续的博客中分批介绍此文档。在本期博客中，我们先来快速了解下EPS。（如果想亲自研读NOPR，请跳至本博客末尾，点击提供的链接来下载这份文档。） 扩展EPS的涵盖范围 美国现行的EPS效率标准（《2007能源独立和安全法案》(EISA2007)的组成部分）仅规定了单路输出电压电源、AC-DC电源以及输出功率标称额定值小于等于250 W的AC-AC电源的效率要求，这与世界上其他的EPS标准类似。目前，DoE将这些外部电源称为“A类EPS”。新的提议标准包括七种产品分类，如下面表1所示。A类已更改为B类，仅限“直接”为产品供电的EPS，当用于内含电池的应用中时，不会考虑电池的充电条件。对于如果没有产品电池的协助EPS就无法对消费电子产品供电的应用，EPS被划入“N类产品”。对于低压EPS（输出电压 6V，输出电流 550mA），分别针对DC输出和AC输出增设了“C类产品”和“E类产品”。最后，DoE还开创性地增设了“X类产品”和“H类产品”，用于规定多路输出电源和输出功率 250 W的电源的效率。 表1. 提议的EPS产品分类（资料来源：美国能源部2012年3月BCS EPS NOPR） 产品类别 产品类别描述 B DC输出，基本电压 2.5 (0-10.25 W) 18 W (10.25-39 W) 60 W (39-90 W) 120 W (91-250 W) C DC输出，低压 D AC输出，基本电压 E AC输出，低压 X 多电压 H 高功率 N 间接工作 NOPR限值与EC生态设计及其他同类标准的比较 那么，提议的NOPR限值与世界其他地区先行的能效法规限值相比较，有哪些差异呢？DoE正提议对EPS制造商提高效率要求，表现在带载模式平均效率和空载功耗这两个方面。由于当前大部分其他标准（包括欧盟委员会(EC)的EPS生态设计指令(Lot 7)）都基于能源之星“已退役”的EPS能效规范而制定，因此这最终会对世界其他地区带来影响。表2将DoE直接工作EPS的限值与其他标准进行了比较。 表2.提议的直接工作外部电源节能标准与其他标准之比较（资料来源：美国能源部2012年3月BCS EPS NOPR） 提议的DoE2012年3月NOPR（直接工作EPS） EC生态设计Tier 2 (2011)、能源之星EPS v2、 EC CoC v4、中国部标YD/T 1591-20095 标准电压PS3 低压PS3 标准电压PS3 低压PS3 标称输出功率(Pno) 带载模式最低平均效率 带载模式最低平均效率 带载模式最低平均效率 带载模式最低平均效率 ≤ 1 W ≥ 0.5 * Pno + 0.16 ≥ 0.517 * Pno + 0.087 ≥ 0.480 * Pno + 0.140 ≥ 0.497 * Pno + 0.067 1至≤ 49 W ≥ 0.071 * Ln( Pno ) - 0.0014 * Pno +0.67 ≥ 0.0834 * Ln( Pno ) - 0.0014 * Pno + 0.609 ≥ + 0.622 ≥ + 0.561 1至≤ 51 W -- -- ≥ + 0.622（仅生态设计指令） 不适用 49至≤ 250 W ≥ 0.880 ≥ 0.870 ≥ 0.870 ≥ 0.860 51至≤ 250 W -- -- ≥ 0.870（仅生态设计指令） 不适用 250 W 0.875 0.875 不适用 不适用 空载功率1,2,4 空载功率2.4 空载功率1,2,4 空载功率2.4 50 W ≤ 0.100 W ≤ 0.100 W ≤ 0.3 W/0.15 W ≤ 0.3 W/0.15 W ≥ 50至≤ 250 W ≤ 0.210 W ≤ 0.210 W ≤ 0.5 W ≤ 0.5 W 250 W ≤ 0.500 W ≤ 0.500 W 不适用 不适用 注释： 1. 所有功率水平的AC-AC均≤ 0.5 W 2. CoC和YD/T - 规定手持电池供电应用的空载功率应≤ 0.15 W 3. 标准电压电源不包括输出功率 6 V、输出电流 ≥ 550 mA的低压电源） 4. 对于生态设计指令，功率水平分别为≤ 51 W和 51 W 5. YD/T标准仅涵盖USB输出为5 V、500 mA至1500 MA的EPS产品 表3列出了根据一些典型输出功率估算出的最终效率限值。这些要求的提升应该会在DoE下次的利益相关者会议上引起有趣的评论和讨论。 表3. 美国能源部(DoE)提议的最低效率要求与EC生态设计指令Lot 7之比较 标称输出功率(Pno) 美国能源部2012年3月NOPR EC生态设计指令 带载模式效率（平均值） 带载模式效率（平均值） 1 W（标准电压） 66% 62% 1 W（低压） 60.4% 56.4% 5 W（标准电压） 77.7% 72.3% 5 W（低压） 73.6% 68.2% 20 W（标准电压） 85.5% 81% 60 W（标准电压） 88.0% 87.0% 空载功耗 空载功耗 50 W ≤ 0.100 W ≤ 0.3 W/0.15 W ≥ 50至≤ 250 W ≤ 0.210 W ≤ 0.5 W 生效日期距今时间短 另一个情况是，DoE似乎将EPS标准的生效日期定的距现在比较短。尽管DoE发布NOPR的时间有些晚，但最初计划的生效日期并未相应推迟。所有直接工作EPS的生效日期目前为2013年7月1日。 DoE希望能在三月底的"美联邦注册公告"中公布NOPR ，并计划于2012年5月2日在华盛顿特区举行一次公众听证会。如需NOPR的副本，请访问 Power Integration“绿色空间”中的美国能源部(DoE)页面： http://www.powerint.com/en/green-room/agencies/u-s-federal-government（如果您不想费力地读完整个文档，可在第461页开头找到相关限值和定义的汇总信息。）