待机功耗接近零为何如此成问题?


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除非具有机械开关,否则每个电子设备在“空闲”时都会消耗电力。我可以理解,例如,带有遥控器的电视需要“准备好”以接收来自遥控器的命令。但是,即使手机充电器连接到电源插座而未连接到手机,也会消耗电力。

例如,诺基亚声称其一种新型充电器在未连接到手机时消耗的电量不到30毫瓦,并且他们说这很酷。我不明白-充电器是一种非常简单的设备,那30毫瓦的充电器有什么用?

当我们已经有数以百万计的晶体管安装在指甲板上时,为什么不能降低待机功耗呢?这里的基本问题是什么?


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简短的答案是交流到直流转换很难高效完成。
Kellenjb 2011年

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@Kellenjb:好的,但是当没有电话连接时,充电器没有任何用处,并且仍然会消耗电力。
Sharptooth 2011年

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你为什么在乎?您必须运行1,000个此类充电器1000小时,才能运行1kW的电费,而在大多数地方,成本不到10美分。
凯文·维米尔

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锋利的牙齿:充电器正在做某事:等待。您还可以说,警卫什么也没做,因为他们只是站在自己的岗位上。
jpc 2011年

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同样,对于nitpick而言,即使它包含一个机械开关,也没有任何连接到AC的东西真正实现了零功耗-布线形成的天线会辐射出一些能量,而电容负载还会带来其他损失。我要说的是30mW的待机功耗几乎为零。
凯文·维米尔

Answers:


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手机充电器是一种电源转换电路,可将您的电源线电压(110或220V)转换为对手机有用的电压(可能为5V)。为此,它需要在内部装有一些电子电路,必须为其供电,即使周围没有电话,它也必须正常工作,以便在连接时可以检测到其中一个。

充电器可能只是机械设备,例如电源插座本身,但它需要所有的充电电路都在手机内部。不幸的是,它很大而且相对较重,所以一直携带它很不方便。

关于实际的30mW数字:如果您考虑的电流不是mW,则约为300μA(100V时为30mW)。这也意味着330的阻力。使用大于此值的电阻和小于此值的电流进行工作非常困难,同时仍然必须感测有人插入实际负载的时刻。330ķΩ

OTOH 30mW真的非常小。吸血鬼目前的抽签问题并不像许多人认为的那么重要。如果您想对此做个很好的回顾,那么我建议您阅读“可持续能源–不用热气”,尤其是关于该主题章节


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或粗略地解释一下;欧姆定律不在乎电子是否有用,如果电压电位之间存在电路,电子将继续泄漏/漏出/流动。
mctylr 2011年

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您提供了非常有趣的资源,但是我认为待机电流的问题不是消耗1W的设备,而是消耗20 ... 50w的设备(听起来很不可思议,有很多设备可以做到这一点)
payala 2012年

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很难制造出能够有效地为待机提供几兆瓦的功率以及为实际使用提供几瓦功率的PSU,因此诺基亚设法将充电器的待机功耗降至30毫瓦也不错。

唯一有效的方法是拥有一个单独的PSU来处理主PSU的备用消耗,但这可能会使小型充电器的成本增加一倍,因此不可能做到。


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尚未提及的另一点是,能量转换设备(无论是电子的,机械的,化学的或其他什么东西)都会通过多种机制损失能量。一些机制浪费的能量与要转换的能量成正比,而其他机制浪费的能量在很大程度上与转换的能量无关。可以转换0-100W功率且浪费0.1W功率的设备在转换100瓦功率时效率似乎为99.9%,而在转换1mW功率时效率不到1%。实际上,大多数设备都是通过多种机制组合来损失能量的,其中一些机制与转换的能量成正比,但存在设计折衷的问题。例如,假设上述设备每天使用一分钟,并且可以更改设计以将“恒定”能量损失减少到0。以05W换取50%的转换效率损失。连续节省0.05W可以弥补在使用过程中一分钟内损失的50W,但在小型设备中每分钟耗散50瓦功率会使它变得非常热,这本身可能会引起问题。


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有几个问题。但是最明显的一个是,每个消费产品都有某种待机模式。别忘了,当您的PC关闭时,它会很容易地从+ 5V汲取约100mA的电流。ATX PSU具有一条特殊的+ 5V备用线,根据规范它可以提供高达2A的电流。这仅仅是监视PC是否需要打开,唤醒LAN等的电路。

对于充电器,我可以想像到大部分电源都浪费在某些监视电路上,以查看电话是否连接。如果是这样,它可能会激活“更大”的电源来为整个设备供电。

同样,开关电源的峰值效率接近其最大额定值而不是其最小额定值。控制器也需要电流才能运行。它需要一个振荡器(从中生成参考信号作为PWM信号),反馈等。低占空比无济于事,因为几乎没有能量。

30mW并不多。如果您假设他们会使用完美的AC到DC转换,则在12V时仍将仅使用2.5mA。


我之前测量了PC的电流消耗,发现其待机状态下的电流是关闭时的两倍。
尼克T

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待机状态将意味着它会打开CPU,但仍会打开RAM模块的电源。因此,它将需要更多功率。由于ATX系统支持从LAN等唤醒,因此“完全关闭”(即Windows关闭)情况仍然会消耗电流。有些甚至在关闭USB端口时也会供电。
汉斯,

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我知道,我只是提供一些轶事来帮助消除误解,即“关闭”应为零。
尼克T

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Power Integrations最近推出了LinkZero-LP-一系列零功耗集成电路,专门用于消除手机与充电器断开连接时的AC-DC功耗-无论充电器是连接至115Vac还是一直达到265Vac。 http://www.powerint.com/en/products/linkzero-family/linkzero-lp


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他们使用“零负载功耗的IEC定义”,其中“零”定义为“小于5 mW”。令人印象深刻。
davidcary 2011年
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