| 全球?qū)Νh(huán)保和節(jié)能越來越重視，從個(gè)人到企業(yè)，越來越多開始意識(shí)到節(jié)能的重要性。電源的發(fā)展也順應(yīng)此潮流，紛紛開發(fā)符合這一趨勢(shì)的新產(chǎn)品。
要開源節(jié)流，除隨手關(guān)燈、關(guān)電外，降低產(chǎn)品的耗電量也必不可少。無論是對(duì)個(gè)人還是企業(yè)用戶，PC產(chǎn)品都是很重要的能耗源。多數(shù)人以為，采用低功耗CPU、存貯器、芯片就可以替計(jì)算機(jī)系統(tǒng)省電，但其實(shí)真正耗電的是“電源”！
如今電子產(chǎn)品技術(shù)日新月異，己實(shí)現(xiàn)45納米加工工藝，甚至朝向32納米邁進(jìn)，讓IT產(chǎn)業(yè)的主要耗電組件中央處理器(CPU)的功耗(Power Consumption)持續(xù)降低，要求電源的輸出功率與瓦數(shù)也隨之降低。但是瓦數(shù)降低的同時(shí)需要提高轉(zhuǎn)換效率，這加大了電源開發(fā)的技術(shù)難度。轉(zhuǎn)換效率越佳，對(duì)電力的消耗就會(huì)相對(duì)減少，因此電源轉(zhuǎn)換效率的提高對(duì)于節(jié)能會(huì)有相當(dāng)大的幫助。
身為能源運(yùn)用的重要一環(huán)，電源產(chǎn)業(yè)無法置身于全球環(huán)保風(fēng)潮之外，全球個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)所使用的電源的轉(zhuǎn)換效率(Efficiency)只要提高1%，1年就可望省下約10余座電廠所發(fā)的電，對(duì)環(huán)保與資源的貢獻(xiàn)將非同小可。因此近年來，電源產(chǎn)業(yè)也朝著節(jié)能減碳的方向發(fā)展，以符合市場(chǎng)需求。
安富利電子元件部電源設(shè)計(jì)中心設(shè)計(jì)經(jīng)理黃志雄
開關(guān)電源(Switch Power Supply)以半導(dǎo)體開關(guān)為基礎(chǔ)，把輸入的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，再輸出給主機(jī)設(shè)備。如果無損耗，需要60瓦電力的筆記本計(jì)算機(jī)，電源的輸出和輸入都應(yīng)當(dāng)只要60瓦，但實(shí)際上卻需要100瓦輸入。因?yàn)檫^去PC用電源的轉(zhuǎn)換效率只有60~70%，原本100瓦的交流電輸入，轉(zhuǎn)換得到的直流電只剩下60~70瓦，剩余30~40瓦全被轉(zhuǎn)成熱能散失在空氣中。
電能損失產(chǎn)生的原因，與電源內(nèi)部的電容、電感、二極管品質(zhì)不良、布線不佳、線圈匝數(shù)不足以及電容容值太小...等因素有關(guān)。隨著PC功耗愈來愈高，電源功率也需要越來越高，市面上不少電源的功率已經(jīng)接近1,000瓦。因此，由轉(zhuǎn)換效率不高造成的能源浪費(fèi)更為嚴(yán)重。一般人很難分辨出電源的質(zhì)量?jī)?yōu)劣，因此第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)就顯得格外重要，其中在PC類最令人關(guān)注的就是‘80 PLUS’新標(biāo)準(zhǔn)，它已成為電源產(chǎn)業(yè)衡量產(chǎn)品效能的重要標(biāo)準(zhǔn)。
圖1：‘80 PLUS’認(rèn)證標(biāo)章。
‘80 PLUS’為美國(guó)Ecos Consulting組織所訂，其目的在促使節(jié)能科技的發(fā)展能夠更向前推進(jìn)這一標(biāo)準(zhǔn)要求電源在20%(light)、50%(typical)、100%(full)3種不同負(fù)載下，其轉(zhuǎn)換效率都必須達(dá)到80%以上。同時(shí)功率因子校正必須大于0.9，才能獲得‘80 Plus’認(rèn)可。
在各家廠商的努力下，電源產(chǎn)品的效能持續(xù)提高，而80PLUS標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，使電子廠商不得不努力確保電源產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量達(dá)到特定標(biāo)準(zhǔn)。而目前許多服務(wù)器業(yè)者，更是標(biāo)榜其搭載的電源，已達(dá)到90%以上水平的轉(zhuǎn)換效率，讓無形損耗的電力變得更少，不但為地球顯著減少能源浪費(fèi)，更替消費(fèi)者省下一筆可觀的電費(fèi)開銷。
在電源上設(shè)計(jì)上使用PFC功率因子校正(Power Factor Correction)電路，也可以減少虛功的損失。
所謂功率因子，指的是用有效功率除以總耗電量的比值，功率因子值愈大，其電力利用率愈高。功率因子校正器的運(yùn)作原理，是控制調(diào)整交流電電流輸入的時(shí)間與波型，使其與直流電電壓波型盡可能一致，讓功率因子趨近于1。
功率因子越低，代表電力效能越低，即越多電力會(huì)無形地消失、耗損掉。一般電子設(shè)備沒有功率因子校正時(shí)，其功率因子只有約0.5；而有PFC功率因子校正功能的電子設(shè)備，可以增加電力系統(tǒng)容量、穩(wěn)定電流，減少電力浪費(fèi)。
PFC功率因子校正線路可分為主動(dòng)式(Active)、被動(dòng)式(Passive)2種。被動(dòng)式PFC，由電感、電容等組合電路來降低諧波電流，輸入電流為低頻的50Hz到60Hz，需要大量的電感與電容，其功率因子校正僅達(dá)75%~80%。主動(dòng)式PFC，使用控制線路及功率型開關(guān)組件，通過調(diào)整輸入電流波型使其與輸出電壓波形盡可能相似，功率因子校正值近乎100%。
整體來說，采用主動(dòng)式PFC的電源的重量，比用笨重組件的被動(dòng)式PFC產(chǎn)品輕巧許多，符合消費(fèi)性電子產(chǎn)品輕薄設(shè)計(jì)趨勢(shì)；且主動(dòng)式PFC提高功率因子值可達(dá)95%以上，被動(dòng)式PFC約只能改善至75%。采用主動(dòng)式PFC比被動(dòng)式PFC能節(jié)約更多的能源。
目前英特爾(Intel)發(fā)起拯救氣候行動(dòng)計(jì)劃，以促進(jìn)電源使用效益及降低耗電量為目標(biāo)，以節(jié)能與減少溫室氣體排放量為主要目的，從2007年就積極展開行動(dòng)。能源之星(Energy Star)4.0已將80 Plus列入標(biāo)準(zhǔn)。
80%轉(zhuǎn)換效率只是目前對(duì)電源效能的基本要求，以更長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光來看，在未來克服技術(shù)與相關(guān)零組件等難題后，電源轉(zhuǎn)換效率勢(shì)必要達(dá)到高于80%的水平。預(yù)期未來個(gè)人計(jì)算機(jī)或服務(wù)器的電源轉(zhuǎn)換效率將需達(dá)90%以上，但這個(gè)境界并非一蹴而就，而是逐年循序漸進(jìn)地增長(zhǎng)，由80 PLUS逐步往上延伸，歷經(jīng)80 PLUS BRONZE(銅牌)、80 PLUS SILVER(銀牌)、80 PLUS GOLD(金牌)等標(biāo)準(zhǔn)(如附表)，至90 PLUS標(biāo)準(zhǔn)。
|
