安森美从三个层面推动“一瓦待机”市场

2007/7/14

    自从去年在中国首次倡导并主办“一瓦论坛”，安森美半导体的名字就与“一瓦待机能耗”紧密的联系在一起了。虽然还有IR、NSC等半导体公司也在大力倡导低待机能耗，但是安森美半导体显然是这些倡导者中最响亮的名字。

    “因为我们力求从三个层面来倡导一瓦待机。一是与中国中标认证中心（以下简称中标）合作，共推相关的标准；二是与OEM一起，共建联合电源实验室，推动中国OEM在产品中实施一瓦待机；三是我们不断开发出创新的技术来成就一瓦待机。”安森美半导体亚太区电源管理部市场推广经理蒋家亮对记者说道。

    他透露，安森美半导体与中标一起研究制定各种产品的待机能耗认证标准。“中标需要了解他们设定的标准适合度及半导体厂商能否提供相关的方案以及如何实施等具体问题，而我们一直在与他们一起工作。”蒋家亮表示。安森美半导体还是与中标合作制定CRT TV以及办公设备待机能耗的主要半导体厂商。“从2002年起，我们与中标一起推出以上这些设备的待机能耗标准，以我国彩色电视机为例，中国目前的CRT TV能效限定值及节能评价值指标为待机能耗3瓦，2009年3月1日的目标是1瓦。如果中国所有彩电的待机能耗均达至3瓦标准，到2011年将可节约60亿人民币或120亿度电。”他说。中国下一个目标是1瓦，也是为了与国际标准接轨。 

    据国际能源署（IEA）统计，待机能耗约占家庭用电量的3％-11％，因此，IEA创议了 “1瓦计划”，目标在2010前，使所用电器的待机能耗降至1瓦以下，各国纷纷响应。美国的能源之星、欧洲的监色天使等纷纷制定了1瓦待机标准和认证。日本则制定了更为严格的待机标准，比如夏普等公司要求比1瓦更低的待机能耗。 

    中标认证中心也制定了产品待机能耗技术指标并开展认证工作。2002年由中标认证中心实施启动了待机能耗的节能产品认证计划，推进中国的整体待机能耗降低工作。截止到目前，中国已针对打印机、计算机、显示器、复印机、传真机、DVD、CRT彩电等11类产品制定了待机能耗节能产品认证标准，达到节能产品认证要求的型号有2208个。“现在中标正在制定这些设备的1 瓦认证计划，以与国际组织展开合作。”蒋家亮说道。 

    今年三月，中标与美国环保署签订了谅解合作备忘录，目标是展开互相认证，即只要通过了中标“节”字标志认证，进入美国市场就可以获得能源之星认证，反之亦然。这会大大简化OEM厂商出口节能认证的程序。 

    “目前中国正在研究LCD TV国家能效标准，该标准将规定我国液晶电视机的强制性能效限定值、节能评价值要求，并给出相应的测试方法。预计明年年底出台。”他说道。“其实，现在主流的LCD TV厂商都在积极地实施1瓦待机计划，采用我们PWM控制芯片的LCD TV已可实现1瓦待机。不过，由于LCD TV的设计相对复杂，各个厂商采用了不同的主芯片平台，因此在设计时，如何应对1瓦待机需要我们电源厂商的支持。我们在TTE、海信、海尔、长虹、创维等主流TV厂商都设有联合电源实验室，派驻工程师与他们一起开发。我们的工程师一个星期有4天在OEM厂商驻地工作。他们一方面指导客户的开发，另一方面也是将客户的需求信息反馈给我们，以改进下一代产品。” 

    另一个在中国内市场较受关注的是台式机的待机能耗。“应美国80 PLUS能源效率”要求（而能源之星也会在7月20日推出同样要求）台式PC机的效率在不同负载条件下都要高于80%，这刺激了PC厂商的电源采用更节能的方案。“在满载时达到80%以上效率，不少半导体厂商都可以做到，但是要做到轻载比如25 V时也达到80%以上效率，则需要下功夫。安森美半导体通过采用先进的拓扑结构比如有源钳位技术，达到了此标准。我们是最早获得美国80 PLUS能源效率的半导体厂商之一。”蒋家亮对《国际电子商情》记者称。他解释，目前市场上采用较多的正激方案，效率一般只能达到65%左右，如果用上最好的二极管等配合，才能达到80+要求。但是采用有源钳位技术，集成度提升，并且能方便实现80+要求。 

    他表示，采用安森美半导体有源钳位技术的PC电源在今年二季度已量产。一些给戴尔、HP、等国际厂商生产电源的制造商已在实施80+计划，本土品牌的PC厂商可能会滞后一些。著名的****台湾PC电源厂商正在设计80+电源产品，评估包括安森美半导体方案在内的几个方案，年底量产。“我预计今年全球将有15%的PC达到80 PLUS要求。” 

    此外，在白家电市场，比如空调、洗衣机等产品，也开始采用开关电源，以实现更低的待机能耗。“长期以来，他们已习惯于采用线性变压器，现在已开始考虑转向开关电源。虽然对于白家电来说，控制面板的功耗所占比例不高，但这已引起白家电厂商的关注。”蒋家亮表示。 

    待机能耗有两种，除了上面谈到的轻载能耗外，电源空载时的能耗也是待机能耗，比如电池充电器、交流-直流墙式适配器等。这里比较重要的就是手机充电器市场。目前手机充电器的待机能耗要求是0.3瓦，采用主流的IC方案都可以实现，并且将来可以向0.1瓦待机能耗转变。“但是，”他提醒读者：“有些方案采用自激式方式，并没有采用主流IC，因此其充电待机能耗为0.4-0.5瓦，虽然有些通过设计可达到0.3瓦，但是以后不可能向更低功耗转变了，未来手机充电待机能耗标准可能会降低为0.1瓦。” 

    安森美半导体在以上各个应用领域引导着1瓦待机市场，而成就其地位的是其不断创新的技术。 

    蒋家亮表示，创新技术包括两方面：电源管理芯片的创新和系统设计的创新。 

    在电源管理芯片创新方面，包括创新节能技术、多种功能的集成、以及针对不同应用，设有更多拓扑结构的控制芯片。其高能效电源管理芯片解决方案采用了众多创新节能技术，包括软跳周期、功能集成、功率因数校正（PFC）跳周期、无线圈去磁检测(Soxyless)等，再加上专用设计芯片和创新的完整电源系统设计GreenPointTM 方案，可以提供高能效、远低于1瓦的电源方案。 

    在功能集成方面，安森美半导体的器件集成了不同的功能，起到简化外围电路设计的作用，也相应减少了功率损耗，帮助客户轻松实现产品的差异化。比如NCP1337电路内集成了控制器和次级控制器等元件，可以精确控制3路输出电压，既可简化电路，提高性能，又可降低成本。 

    此外，安森美半导体还利用功率因数校正（PFC）跳周期在轻载时实现超低待机能耗。比如采用NCP1605的150瓦电源可以跳过不需要的开关周期，实现优异的空载待机能耗，减少开关损耗和提高轻载的效率。在120 V条件下，待机能耗仅为0.465瓦，230 V条件下为0.507瓦。 

    在系统创新上，安森美半导体为客户提供的不仅是单一半导体器件，而是完整的解决方案。比如GreenPointTM 设计完全符合终端客户的生产设计要求，适用于220瓦大尺寸平板液晶电视机电源系统参考设计在0.4 瓦负载条件下的全输入电压范围输入功率小于1瓦，集成了电源的所有功能模块，符合低待机能耗的国际标准，其主导元件是NCP1395和NCP5181，或NCP1396和NCP5181。 

    又比如，针对能源之星要求的80%电源能效，安森美半导体为电源产品制造商提供了利用现有高性价比技术将高能效电源推向市场的参考蓝本。该参考设计在高电压输入时可以实现86.5%的满载高能效，在20%轻载和低电压输入时能效可达82.5%。与目前市场上常见平均70%能效的电源比较，该设计可以降低电源损耗达50%。这款参考设计可以满足300瓦 ATX电源所有功能模块需求，包括功率因数校正（PFC）、开关式电源控制和稳压、后稳压与待机电源等。该方案不单满足了低于1瓦的待机能耗，更在电源工作状态下，提升电源的能效。 

    安森美半导体的创新节电芯片方案正在支持“1瓦计划”在全球的实施和推广。蒋家亮表示：“仅在2006年，能源之星项目就为美国消费者节约了140多亿美元的电费，约相当于1.5个三峡工程或50多个新发电厂的发电量。在中国，如果待机能耗指标采用1瓦的规定，预计到2012年，仅计算机节省的电力费用支出就可达3亿元人民币以上；显示器可节约4亿多元人民币。”

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