謹(jǐn)慎選擇電源IC，直面嚴(yán)格節(jié)能法規(guī)的挑戰(zhàn)

    在過去的十年間，隨著能源成本的不斷攀升和對電力需求的急劇增長，各政府和行業(yè)組織相繼出臺了新的電子設(shè)備節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。加州能源委員會(CEC)、能源之星、聯(lián)邦能源管理計劃(FEMP)以及歐洲、日本和中國的同類機構(gòu)所制定的法規(guī)，都針對大量常見的消費類產(chǎn)品的外接電源在待機和帶載模式下的功耗設(shè)定了最高功耗水平。雖然許多此類標(biāo)準(zhǔn)都是非強制性標(biāo)準(zhǔn)，但其中的某些標(biāo)準(zhǔn)，如CEC提出的強制性要求或“能源之星”倡議，都已獲得各制造商的廣泛接受。

    這些新標(biāo)準(zhǔn)都鼓勵系統(tǒng)設(shè)計師重新評估其電源系統(tǒng)，并對各自的設(shè)計進行修改，以符合這些改善的電源能效標(biāo)準(zhǔn)。此前不久，消費類電子產(chǎn)品設(shè)計師對設(shè)計出更高效的外接電源還沒有多少動力。成本考慮通常是電源設(shè)計的驅(qū)動因素，如果成本仍較低的話，許多設(shè)計師還是會選擇那些效率不高的基于線性變壓器的器件。但是，當(dāng)面對如CEC等強制性標(biāo)準(zhǔn)的相繼出臺和線性工頻變壓器的主要原材料 - 銅鐵 - 的價格不斷上漲時，設(shè)計師們開始轉(zhuǎn)而采用可大幅提高效率的開關(guān)電源。

    到目前為止，所出臺的大部分法規(guī)都是針對定義相當(dāng)完善的垂直應(yīng)用。例如，政府機構(gòu)或行業(yè)組織已經(jīng)為手機、DVD播放機和計算機定義了相應(yīng)的功率標(biāo)準(zhǔn)，但是，當(dāng)設(shè)計師開發(fā)集成多項功能的新產(chǎn)品或創(chuàng)造新的產(chǎn)品類型時，常常會對適用規(guī)則感到無從下手。

水平標(biāo)準(zhǔn)即將出臺

    這樣的情況將一去不復(fù)返。在快速變化的電子行業(yè)中，新技術(shù)正不斷推向市場并重新定義垂直市場，正是鑒于這樣的認識，政府和行業(yè)組織已開始制定一套針對更寬泛的產(chǎn)品類型的新功率標(biāo)準(zhǔn)，而不再按狹義的應(yīng)用對產(chǎn)品進行監(jiān)管。在歐盟相關(guān)機構(gòu)的領(lǐng)導(dǎo)下，這些新的“水平”法規(guī)有望涵蓋更為寬泛的產(chǎn)品類別，從而使規(guī)則更加清晰明確，同時還能為所有系統(tǒng)設(shè)計師在電源效率和待機功率消耗設(shè)計方面創(chuàng)造公平的競爭環(huán)境。

    隨著此類法規(guī)越來越詳盡明確，產(chǎn)品開發(fā)者可以乘此良機重新評估他們的電源設(shè)計。在過去的幾年中，大部分設(shè)計團隊都開始放棄基于線性變壓器的外接電源，轉(zhuǎn)而采用基于開關(guān)模式的外接電源，以利用其效率更高的優(yōu)勢。但是，其它因素在電源性能中也起著關(guān)鍵作用。當(dāng)開發(fā)者為符合這些新的法規(guī)要求而升級其系統(tǒng)時，他們還必須考慮：每個特定開關(guān)IC需要提供多大的功率才能滿足系統(tǒng)在待機模式下的運行要求。例如，有些IC具有開/關(guān)控制方案，可以在不帶載條件下降低開關(guān)損耗，而另一些IC則利用專用的PWM周期跳頻模式或突發(fā)模式來達到空載和低載法規(guī)要求。

    在輸入功率一定的情況下具有更高輸出功率的開關(guān)IC，能夠為產(chǎn)品開發(fā)者提供更大的設(shè)計靈活性。以兩個開關(guān)IC為例：一個在低載條件下具有70%的轉(zhuǎn)換效率，另一個則具有50%的轉(zhuǎn)換效率。由于法規(guī)將待機模式下的輸入功率限制到僅為1W，因此使用第一種IC的設(shè)計師與使用第二種IC的競爭對手相比，其功率預(yù)算要多出200mW。如果功率預(yù)算較大的話，產(chǎn)品設(shè)計團隊便可以在設(shè)計中添加一個時鐘、使用更大的嵌入式內(nèi)存，或者運行功率更大的MPU并提升軟件性能。最終，這些額外的功能可以使最終產(chǎn)品在其同類競爭產(chǎn)品中脫穎而出，進而贏得市場份額。

結(jié)論

    產(chǎn)品開發(fā)者們已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，各法規(guī)認證機構(gòu)通過制定相應(yīng)的規(guī)則，正在不斷加大向公眾宣傳節(jié)能的力度，而消費者們的節(jié)能觀念也開始慢慢提高。開發(fā)者們將發(fā)現(xiàn)，生態(tài)效益已日漸成為一項不可忽略的市場區(qū)分因素。通過認真評估其電源IC選擇，設(shè)計師可以借機增加其功率預(yù)算，最大限度地提高產(chǎn)品功能和適銷性。

作者：Doug Bailey，Power Integrations公司產(chǎn)品營銷副總裁