ВИП-эффект
До 10% электроэнергии, поступающей в жилые дома и офисы, потребляется устройствами, которые подключены к сети и при этом не делают ничего полезного. В первую очередь это относится к неисчислимому количеству различных внешних источников питания (ВИП) и зарядных устройств. Зная об этом, регуляторы во многих странах разработали специальные программы, призванные улучшить энергетическую эффективность подобных устройств. В результате их разработчики были вынуждены пересмотреть приоритеты, добавив энергетическую эффективность в число первостепенных показателей. В настоящее время специалисты чётко представляют, что проектируемое ими устройство должно полностью соответствовать всем текущим (и, желательно, предлагаемым к внедрению в ближайшее время) стандартам энергетической эффективности во всех возможных режимах работы.
В начале 1990-х количество используемых в Соединённых Штатах ВИП оценивалось числом более миллиарда. Эффективность этих ВИП, в большинстве своём линейных, а не импульсных, не достигала и 50%, не говоря уж о том, что они потребляли заметную мощность, даже когда устройство, для питания которого они использовались, было отключено. Эксперты тогда подсчитали, что если не принять мер по повышению эффективности и снижению мощности холостого хода (без нагрузки), то через 20 лет на нагрев ВИП будет приходиться до 30% общего энергопотребления в стране.
Уже в 1992 г. Агентство по защите окружающей среды США (EPA) запустило программу, направленную на повышение энергоэффективности электронного оборудования и снижение сопутствующего загрязнения окружающей среды, впоследствии получившую название Energy Star, Однако первые требования к ВИП по эффективности и потреблению на холостом ходу появились только к 2004 г.
Начиная с 2001 г. стандарт Еврокомиссии Code of Conduct (CoC) определял только максимальное энергопотребление ВИП в режиме холостого хода. В 2008 г. группа ведущих производителей мобильных телефонов в сотрудничестве с Европейской комиссией ввела «звёздный» рейтинг для мобильных зарядно-питающих устройств, ограничивающий их энергопотребление без нагрузки величиной до 30 мВт (пять звёзд), то есть гораздо строже любой существовавшей в то время спецификации энергетической эффективности. В начале 2009 г. группа разработчиков мобильных терминалов (смартфонов и планшетов) адаптировала и стандартизировала «звёздный» рейтинг и издала спецификацию, по которой энергетически эффективными считались ВИП с рейтингом не менее четырёх звёзд (потребление - до 150 мВт на холостом ходу).
Современные стандарты (американский DoE Level VI, европейский CoC, китайский Communication Industrial Standard of PRC и др.) задают требования к КПД по среднеарифметическому значению для четырёх вариантов нагрузки (25, 50, 75 и 100% от номинальной выходной мощности) в активном режиме работы для ВИП различных диапазонов мощности, а также к потребляемой мощности на холостом ходу.
По мере того, как в разных странах и регионах регуляторы устанавливают всё более жёсткие ограничения и переходят от рекомендательных стандартов к обязательным, разработчикам и изготовителям ВИП приходится всё внимательнее следить за нововведениями, чтобы избежать штрафных санкций. Многие производители аппаратуры следуют установленной Energy Star системе маркировки ВИП римскими цифрами в соответствии с международным протоколом International Efficiency Marking Protocol for External Power Supplies Version 3.0, последнее обновление которого относится к 2013 г. Цифра указывается на шильдике устройства в кружочке. Так, для Канады - это обычно IV, для Евросоюза - V, для США - VI.
Несмотря на то, что среди крупнейших рынков мира только в США требуется соответствие наиболее жёсткому стандарту уровня VI, большинство серьёзных изготовителей ВИП стараются не выходить за рамки его требований, создавая платформы для производства источников питания, которые можно продавать по всему миру. То же относится к последнему рекомендательному стандарту Евросоюза CoC уровня 2 (Tier 2).
тока стандартного напряжения
Хотя требования американского стандарта DoE Level VI, вступившего в действие в феврале 2016 г., и европейского CoC Tier 2, действующего с января того же года, почти одинаковы, между ними есть некоторые отличия, главное из которых, конечно, - статус стандарта: DoE VI обязателен для всех поставщиков ВИП в США, тогда как CoC - рекомендательный.
Кроме того, в DoE VI все ВИП делятся на два типа - прямого и непрямого действия. Первые обеспечивают работу оборудования, для питания которого они предназначены, без помощи аккумуляторной батареи (АКБ). Вторые без помощи АКБ не справляются (тем не менее их нельзя путать с зарядными устройствами в чистом виде). Требования нового стандарта относятся только к ВИП прямого действия. Характеристики моделей непрямого действия пока регулируются спецификациями EISA2007. Стандарты Евросоюза CoC уровней 1 и 2 не различают ВИП прямого и непрямого действия.
В обоих стандартах все ВИП делятся на два класса по уровням напряжения и выходного тока: низковольтные (с номинальным выходным напряжением менее 6 В и номинальным выходным током не менее 550 мА) и стандартного напряжения (все остальные). По выходной мощности ВИП делятся на три категории: до 1 Вт, от 1 до 49 Вт и от 50 до 250 Вт. Стандарт DoE определяет требования и к ВИП большей мощности. Кроме того, он включает требования к ВИП с несколькими выходными напряжениями и к преобразователям переменного тока в переменный (AC-AC).
тока низкого напряжения
Важное отличие стандартов CoC состоит в том, что они дополнительно задают требования к эффективности ВИП при 10-процентной нагрузке - известно, что в таком режиме КПД многих ВИП значительно уменьшается. Хотя CoC Tier 1 регламентирует этот новый режим, его требования к в целом мягче, чем у DoE VI. Стандарт CoC Tier 2 ужесточает эти требования.
Предполагается, что многие страны последуют примеру США и вскоре введут у себя внутренние стандарты, соответствующие DoE VI. В Евросоюзе рекомендательный стандарт CoC Tier 2 предположительно в 2018 г. должен быть оформлен в виде одной из директив European Eurodesign, обязательных к исполнению во всех странах-членах ЕС. Напомним, что подобные директивы устанавливают стандарты энергосбережения и выбросов CO2 для энергопотребляющего оборудования различных классов.
По расчётам EPA, благодаря вводу в действие нормативных требований к эффективности ВИП потребление ими мощности в США в последние два десятилетия снизилось на 32 млрд кВт, что позволило сэкономить 2,5 млрд долл. в год и сократить выбросы CO2 на 24 млн т в год. Многие серьёзные OEM-изготовители, чтобы повысить привлекательность своей продукции, стали требовать от поставщиков более «зелёных» ВИП, стимулируя тем самым разработчиков уделять повышенное внимание их эффективности.
Читайте другие наши материалы
