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80+标准继续推动创新

Earth Day - Energy Efficiency

地球日快乐!

作为深耕于高压集成电路(IC)高能效功率变换领域的知名公司,Power Integrations每天都通过创新技术来生动诠释地球日的精神,这些技术可以节省能源、降低二氧化碳排放并减少使用的电子元件数量。

Power Integrations积极支持全球能效标准的制定。在这个世界地球日,我们来看看80+电源标准如何持续推动节能方面的创新和技术进步。

美国国家环境保护局(EPA)于2004年宣布推出PC电源(PSU) 80+效率标准,这是一个变革性事件。当时,计算机PSU的平均效率通常在65%到75%之间,功率因数为0.6或更低,而达到80%的效率则可谓表现不俗。设计更高效PSU的技术已经存在,但计算机或网络设备制造商没有需求。

80+标准推出后,PSU的设计立即开始发生变化,更多的有源技术和控制技术纷纷登场,包括有源功率因数校正(PFC)、主变换器级有源钳位和输出同步整流。如今,80+的所有五个级别(铜牌、银牌、金牌、白金和钛金)都要求最低效率超过80%。

效率变化是巨大的,当初与现在已不可同日而语。效率为80%时,损耗为20%。在钛金级别,要求效率达到92%,则损耗仅为8%。这相当于损耗降低60%。

80+标准最重要的成果是持续提供创新驱动,与前几代低效率PSU相比,现在业界能够以相同甚至更低的成本设计效率更高的PSU。在达到初级钛金效率方面,硅MOSFET是非常有效的器件。但创新正在推动设计工程师转向非硅基器件。

如今,先进的PSU采用氮化镓(GaN)功率开关设计而成,元件数量至少减少了40%。更少的元件有助于提高可靠性,缩减解决方案的尺寸和成本。用户采用80+ PC电源后,还可以获得更高的可靠性、更低的维护成本和更低的总拥有成本。

钛金级电源标准电源在50%负载下,230VAC输入时的最高效率为96%,115VAC输入时的最高效率为94%。PSU如果使用氮化镓,其在整个负载范围内的效率可达98.3%,功率因数可达0.96,这超过了钛金级标准的性能要求。

80+认证机构还向计算机设备用户宣传使用高效PSU的多重好处。除了降低电费外,更高的效率意味着产生的热量更少,对散热的需求也更小,从而降低旋转速度较慢的风扇的噪音,甚至可以采用无风扇设计。

结论

20年后,80+电认证准将会继续发挥作用并推动创新。欧盟ErP(欧洲生态设计)条例与数据存储产品和服务器的单路输出和多路输出PSU的80+认证标准保持一致。单路输出PSU必须符合80+白金级效率标准。自2023年1月起,这一效率要求将提高到钛金级。钛金级之外是否还有更高的要求?我们很快就会知道:到2026年1月,欧盟ErP条例有望再次提高效率要求,将高于钛金级要求。

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