Perché è così problematico avere un consumo di energia in standby vicino allo zero?

Ogni dispositivo elettronico consuma energia elettrica quando è "inattivo" a meno che non abbia un interruttore meccanico. Posso capire che, ad esempio, una TV con telecomando deve "essere pronta" per ricevere un comando dal telecomando. Ma anche un caricabatterie per cellulare consuma energia quando è collegato alla presa e non è collegato al telefono.

Ad esempio, Nokia afferma che uno dei suoi nuovi caricabatterie consuma meno di 30 milliwatt quando non è collegato al telefono e dicono che è molto bello. Non capisco: il caricabatterie è un dispositivo molto semplice, cosa fa con quei 30 milliwatt?

Perché questo consumo in standby non può essere ridotto quando disponiamo già di microprocessori con gazillions di transistor che si adattano su un piatto di unghia? Qual è il problema fondamentale qui?

Il caricabatterie del telefono cellulare è un circuito di conversione dell'alimentazione che modifica la tensione della linea di alimentazione (110 o 220 V) in qualcosa di utile per il tuo telefono cellulare (probabilmente 5 V). Per fare questo ha bisogno di avere un po 'di circonferenza elettronica all'interno che deve essere alimentata e deve funzionare anche se non c'è un telefono in modo da poterne rilevare uno quando lo si collega.

Il caricabatterie potrebbe essere semplicemente un dispositivo meccanico come la stessa presa di corrente, ma richiederebbe quindi che tutta la circolarità di ricarica sia all'interno del telefono. Sfortunatamente è piuttosto grande e relativamente pesante, quindi sarebbe scomodo portarlo sempre in giro.

Per quanto riguarda la cifra effettiva di 30mW: se invece di mW si considerano le correnti coinvolte si arriva a circa 300μA (30mW a 100V). Questo significa anche una resistenza di . È abbastanza difficile lavorare usando resistenze superiori a e correnti inferiori rispetto a questo mentre si deve ancora percepire il momento in cui qualcuno collega il carico effettivo.$330\,\mathrm{k\Omega}$

OTOH 30mW è davvero molto piccolo. I problemi di attrazione dei vampiri non sono così importanti come molti credono. Se vuoi una buona recensione di molti aspetti di questo, ti suggerisco di leggere "Energia sostenibile - senza l'aria calda" , in particolare il capitolo su questo argomento

È molto difficile realizzare un alimentatore in grado di fornire in modo efficiente un paio di mW per lo standby e diversi watt per l'uso effettivo, quindi non è un peccato che Nokia sia riuscita a ridurre i consumi in standby a 30 mW per un caricabatterie.

L'unico modo per essere più efficienti sarebbe avere un alimentatore separato solo per gestire il consumo in standby dell'alimentatore principale, ma ciò potrebbe raddoppiare il costo di un piccolo caricabatterie, quindi è improbabile che venga mai fatto.

Un altro punto non ancora menzionato è che i dispositivi di conversione dell'energia (siano essi elettronici, meccanici, chimici o altro) perdono energia attraverso una serie di meccanismi. Alcuni meccanismi sprecano energia proporzionalmente alla quantità di energia convertita, mentre altri sprecano energia in gran parte indipendente dall'energia convertita. Un dispositivo in grado di convertire 0-100 W di potenza con 0,1 W di rifiuti sembrerebbe efficiente al 99,9% se utilizzato per convertire 100 watt, ma meno dell'1% quando utilizzato per convertire 1 mW. In realtà, la maggior parte dei dispositivi perde energia attraverso una combinazione di meccanismi, alcuni dei quali sono proporzionali alla quantità di energia convertita, ma ci sono compromessi di progettazione. Ad esempio, supponiamo che il dispositivo sopra sia usato per un minuto al giorno e che si possa cambiare il design per ridurre la perdita di energia "costante" a 0. 05W in cambio dell'accettazione di una perdita del 50% nell'efficienza di conversione. Il risparmio continuo di 0,05 W compenserebbe la perdita di 50 W durante il minuto di utilizzo, ma dissipare 50 watt per un minuto in un piccolo dispositivo causerebbe un surriscaldamento, il che potrebbe causare problemi di per sé.

Ci sono molti problemi Ma il più ovvio è che ogni prodotto di consumo ha una sorta di modalità standby. Non dimenticare, quando il tuo PC è spento, assorbirà facilmente circa 100 mA da + 5V. Una PSU ATX ha una speciale linea di standby + 5V, che può fornire fino a 2A in base alle specifiche. Tutto questo è solo un circuito per monitorare se il PC deve essere acceso, riattivare LAN, ecc.

Per un caricabatterie potrei immaginare che la maggior parte dell'energia venga sprecata in un circuito di monitoraggio per vedere se un telefono si collega. Se è così, probabilmente attiverà un rifornimento "più grande" per alimentare il tutto.

Inoltre, un alimentatore a commutazione porta un picco di efficienza più vicino alla sua valutazione massima che alla sua valutazione minima. Anche un controller ha bisogno di corrente per funzionare. Deve avere un oscillatore (generare un segnale di riferimento da PWM da), feedback, ecc. Cicli di servizio bassi non aiutano nessuno dei due, perché poca energia viene alimentata.

30mW non sono molti. Se supponi che utilizzerebbero una perfetta trasformazione da CA a CC, utilizzerai comunque solo 2,5 mA a 12V.

Power Integrations ha recentemente introdotto LinkZero-LP - una gamma di circuiti integrati a consumo zero specificamente per eliminare il consumo CA-CC quando il telefono è scollegato dal caricabatterie - sia che il caricabatterie sia collegato a 115Vac o fino a 265Vac. http://www.powerint.com/en/products/linkzero-family/linkzero-lp