Почему это так проблематично иметь почти нулевое энергопотребление в режиме ожидания?

Каждое электронное устройство потребляет электроэнергию, когда оно находится в режиме ожидания, если у него нет механического переключателя. Я могу понять, что, например, телевизор с пультом дистанционного управления должен быть «готов» для получения команды от пульта дистанционного управления. Но даже зарядное устройство для сотового телефона потребляет энергию, когда оно подключено к розетке и не подключено к телефону.

Например, Nokia утверждает, что одно из ее новых зарядных устройств потребляет менее 30 милливатт при отсутствии подключения к телефону, и они говорят, что это очень круто. Я не понимаю - зарядное устройство - очень простое устройство, что оно делает с этими 30 милливаттами?

Почему это энергопотребление в режиме ожидания не может быть уменьшено, когда у нас уже есть микропроцессоры с газиллионами транзисторов, умещающихся на пластине размером с ноготь? В чем здесь основная проблема?

Зарядное устройство для мобильного телефона - это схема преобразования энергии, которая превращает напряжение в вашей линии питания (110 или 220 В) в нечто полезное для вашего мобильного телефона (возможно, 5 В). Для этого в нем должна быть электронная схема, которая должна быть запитана, и она должна функционировать, даже если рядом нет телефона, поэтому он может обнаружить его при подключении.

Зарядное устройство может быть просто механическим устройством, таким как сама розетка, но для этого потребуется, чтобы вся зарядная цепь находилась внутри вашего телефона. К сожалению, он довольно большой и относительно тяжелый, поэтому носить его с собой постоянно неудобно.

Что касается фактической величины 30 мВт: если вместо мВт вы учитываете токи, связанные с этим, вы получите около 300 мкА (30 мВт при 100 В). Это также означает сопротивление . Трудно работать, используя сопротивления выше и токи ниже этого, но при этом все равно приходится ощущать момент, когда кто-то подключает фактическую нагрузку.$330\,\mathrm{k\Omega}$

OTOH 30 мВт действительно очень маленький. Проблемы с током вампира не так важны, как многие считают. Если вы хотите получить хороший обзор многих аспектов этого, я предлагаю прочитать «Устойчивую энергетику - без горячего воздуха» , особенно главу на эту тему.

Очень трудно создать блок питания, который мог бы эффективно обеспечить пару мВт для режима ожидания, а также несколько ватт для фактического использования, поэтому не так уж плохо, что Nokia удалось снизить энергопотребление в режиме ожидания до 30 мВт для зарядного устройства.

Единственный способ повысить эффективность - это иметь отдельный блок питания, чтобы справиться с потреблением в режиме ожидания основного блока питания, но это может удвоить стоимость небольшого зарядного устройства, так что это вряд ли когда-либо будет сделано.

Еще один момент, о котором еще не упоминалось, заключается в том, что устройства преобразования энергии (будь то электронные, механические, химические или любые другие) теряют энергию через ряд механизмов. Некоторые механизмы расходуют энергию, пропорциональную количеству преобразуемой энергии, в то время как другие расходуют энергию, в значительной степени независимую от преобразуемой энергии. Устройство, которое может преобразовывать мощность 0-100 Вт при расходе 0,1 Вт, может показывать эффективность 99,9% при использовании для преобразования 100 Вт, но эффективность менее 1% при использовании для преобразования 1 мВт. В действительности большинство устройств теряют энергию за счет комбинации механизмов, некоторые из которых пропорциональны количеству преобразованной энергии, но при этом существуют конструктивные компромиссы. Например, предположим, что вышеуказанное устройство используется в течение минуты в день, и можно изменить конструкцию, чтобы уменьшить «постоянную» потерю энергии до 0. 05W в обмен на принятие 50% -ой потери эффективности преобразования. Постоянная экономия 0,05 Вт будет компенсировать потерю 50 Вт в течение минуты использования, но рассеивание 50 Вт в минуту на маленьком устройстве может привести к его очень горячему нагреву, что может вызвать проблемы сами по себе.

Есть несколько проблем. Но наиболее очевидным является то, что каждый потребительский продукт имеет своего рода режим ожидания. Не забывайте, что когда ваш компьютер выключен, он легко потребляет около 100 мА от + 5В. Блок питания ATX имеет специальную линию питания + 5 В в режиме ожидания, которая может выдавать до 2 А в соответствии со спецификацией. Это всего лишь схема, позволяющая отслеживать, нужно ли включать компьютер, активировать локальную сеть и т. Д.

Для зарядного устройства я мог бы представить, что большая часть энергии тратится на какую-то контрольную цепь, чтобы увидеть, подключается ли телефон. Если это так, он, вероятно, будет активировать «больший» запас энергии, чтобы привести все в порядок.

Кроме того, импульсный источник питания получает максимальную эффективность ближе к своему максимальному значению, чем к минимальному значению. Контроллеру также необходим ток для работы. Он должен иметь генератор (генерирующий опорный сигнал для ШИМ), обратную связь и т. Д. Низкие рабочие циклы не помогают ни тому, ни другому, потому что мало энергии получает питание.

30 мВт это не так много. Если вы предполагаете, что они будут использовать идеальное преобразование переменного тока в постоянный, вы все равно будете использовать только 2,5 мА при 12 В.

Компания Power Integrations недавно представила LinkZero-LP - линейку интегральных микросхем с нулевым потреблением, специально предназначенную для исключения потребления переменного и постоянного тока, когда телефон отключен от зарядного устройства, - независимо от того, подключено ли зарядное устройство к напряжению 115 В или полностью до 265 В переменного тока. http://www.powerint.com/en/products/linkzero-family/linkzero-lp