每个电子设备在“空闲”时都会消耗电能,除非它具有机械开关。我可以理解,例如带有遥控器的电视需要“准备好”才能接收来自遥控器的命令。但是,即使是手机充电器,在连接到插座而不连接到手机时也会消耗电力。
例如,诺基亚声称其新充电器之一在未连接到手机时的功耗不到 30 毫瓦,他们说它非常酷。我不明白 - 充电器是一个非常简单的设备,它用那 30 毫瓦做什么?
为什么当我们已经有了带有数以亿计的晶体管的微处理器安装在指甲大小的盘子上时,我的这种待机消耗不能降低呢?这里的根本问题是什么?
每个电子设备在“空闲”时都会消耗电能,除非它具有机械开关。我可以理解,例如带有遥控器的电视需要“准备好”才能接收来自遥控器的命令。但是,即使是手机充电器,在连接到插座而不连接到手机时也会消耗电力。
例如,诺基亚声称其新充电器之一在未连接到手机时的功耗不到 30 毫瓦,他们说它非常酷。我不明白 - 充电器是一个非常简单的设备,它用那 30 毫瓦做什么?
为什么当我们已经有了带有数以亿计的晶体管的微处理器安装在指甲大小的盘子上时,我的这种待机消耗不能降低呢?这里的根本问题是什么?
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)转换为对您的手机有用的电压(可能为 5V)。为此,它需要在内部有一些电子电路,必须为其供电,并且即使周围没有电话,它也必须正常工作,以便在连接时检测到电话。
充电器可能只是一个机械设备,就像电源插座本身一样,但它需要所有的充电电路都在你的手机内部。不幸的是,它相当大且相对较重,因此一直携带它会很不方便。
关于实际的 30mW 数字:如果您考虑所涉及的电流而不是 mW,您会达到大约 300μA(100V 时为 30mW)。这也意味着 \$330\,\mathrm{k\Omega}\$ 的阻力。使用高于此值的电阻和低于此值的电流来工作是相当困难的,同时仍然必须感知有人插入实际负载的时刻。
OTOH 30mW 非常非常小。吸血鬼电流消耗问题并不像许多人认为的那么重要。如果您想对这方面的许多方面进行很好的回顾,那么我建议您阅读“可持续能源——没有热空气”,尤其是关于这个主题的章节
很难制造出能够有效地提供几毫瓦的待机功率以及几瓦的实际使用功率的 PSU,因此诺基亚设法将充电器的待机功耗降低到 30 毫瓦也不算太糟糕。
提高效率的唯一方法是使用单独的 PSU 来处理主 PSU 的待机消耗,但这可能会使小型充电器的成本增加一倍,因此不太可能做到。
尚未提及的另一点是能量转换设备(无论是电子的、机械的、化学的还是其他)通过多种机制损失能量。一些机制浪费的能量与转化的能量成正比,而另一些机制浪费的能量很大程度上与转化的能量无关。可以转换 0-100W 功率和 0.1W 浪费的设备在用于转换 100 瓦时的效率似乎为 99.9%,但在用于转换 1mW 时效率低于 1%。实际上,大多数设备通过多种机制损失能量,其中一些机制与转换的能量成正比,但存在设计权衡。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。05W 以换取 50% 的转换效率损失。连续节省 0.05W 可以弥补使用分钟内损失的 50W,但在小型设备中耗散 50W 一分钟会导致它变得非常热,这可能会导致问题本身。
有几个问题。但最明显的一点是,每个消费产品都有某种待机模式。别忘了,当你的电脑关闭时,它很容易从 +5V 中汲取大约 100mA 的电流。ATX PSU 有一个特殊的 +5V Standby 线,根据规格可提供高达 2A 的电流。这只是监控 PC 是否需要打开、唤醒 LAN 等的电路。
对于充电器,我可以想象大部分电力都浪费在一些监控电路上,以查看手机是否连接。如果是这样,它可能会激活一个“更大”的电源来为整个设备供电。
此外,开关电源的峰值效率更接近其最大额定值而不是最小额定值。控制器也需要电流才能运行。它需要有一个振荡器(从中产生 PWM 的参考信号)、反馈等。低占空比也无济于事,因为很少有能量得到供电。
30mW 不算多。如果您假设他们会使用完美的 AC 到 DC 转换,那么在 12V 下您仍将仅使用 2.5mA。