智能移动与物联网应用之电源设计新趋势

电源技术论坛活动现场。

当今信息化发达的社会，不论是企业、厂商或消费者，对信息化、云端化、自动化、以及移动化的需求都日益增加，若要达成提升效能并满足生活、营运、管理上的便利性，势必要倚赖大量的电力来达成。但是能源有限，在全球电价持续飙高的情况之下，从总体持有成本的角度来看，各类电子、电器、电机设备在长期使用的过程中，其电力支出费用可能会是一笔不小的金额、高耗电产品的电费甚至数倍于产品购买成本以上。

此外，在安规与法规上也陆续增加，例如美国能源部(DOE)在2014年初发布了EISA 2007外部电源供应器(PSU)的效率标准修订，将外部电源供应器的最低能效，要求从目前的Lot.4(等级4)提升到Lot.6(等级6)，并扩大外部电源供应器的产品范围，如低电压的直流电和交流电输出、多重输出电源及电源输出功率大于250瓦等新规范。

而电脑产业拯救气候移动计划(CSCI；现已并入The Green Grid绿色网格联盟)也在各电源供应器的80 PLUS节能标准中，严格制定铜、银、金、白金、钛金各等级的效能要求，其中钛金还规范到10%负载时，必须具备90%的电源转换效能。由此可见，全球政府对能源标准与规范的要求日益严苛。

正因如此，在节能低碳的环保诉求下，系统功耗管理、电池充电速度、电池续航力、USB充电技术、或是全天候待机？系统待机的耗电量表现、甚至系统电路安全等电源技术课题，均是电机电子产业新显学。

对于产品工程师而言，电源电力系统的开发与设计，不只是市场需求面的规格要求，更需符合各国政府所制定的规范标准，其所面对的设计要求与技术条件，势必更加严苛。而对企业或用户而言，在采购电子产品或电机设备的决策上，除了重点功能之外，系统的节能低耗表现，必然是评估关键之一。

所以，新时代电子产品的电源设计，不能再遵循以往恣意挥霍与浪费电源的设计方式；产品研发工程师们必须开始斤斤计较，设计出高功率、高能效的电源供应单元，进而开发出各式节能又高效率的电器、电子、家电、物联网等应用产品。

在各大厂商争相提出最新电源设计解决方案，以提升电源转换效率之际，为协助硬件厂商掌握新一代智能移动与物联网之电源设计新趋势，DIGITIMES于9月30日举办电源技术论坛，邀请群光电能科技(Chicony Power)、意法半导体(ST)、擎力科技(Sync Power Corp.)等电源解决方案大厂，以及大华科技大学(TUST)等产学界人士，来分享新一代电源设计的新理念、新趋势、新功能，与如何设计应用这些新技术、新概念来设计出规格合用、实用且省电的节能环保产品，而不再是一味追求高规格、高性能但太过于耗电的产品，以抢搭未来智能城市下的节能产品应用新趋势，同时为节能环保尽一份心。

物联趋势下之电源管理技术发展

论坛开始由群光电能(Chicony Power)科技处长蔡宪逸先生，为物联网趋势的节电设计揭开序幕。说明当今网际网络的发展下，「人与人」(P2P)之间透过各3C设备来互相沟通的现象已经非常普遍。当推行到「人与物」(P2M)的语音、影像、命令等沟通，人们能透过移动或穿戴式装置，来遥控家里的电器电子产品，或者进行线上监控等用途。

最后到「物与物」(M2M)之间的沟通，则是将RFID标签、智能卡、交通载具、感应器、摄影机、车用电子等全部串起来，做为信息的传递，未来更有可能进化到机器人对机器人的沟通。

而为迎接物联网的应用，以及Smart everywhere(智能无所不在)的新时代，高能效率电源设计非常重要，他以各国安规与法规日趋严格，来介绍当今各种电源节电设计的技术。而电源供应产品，也将往更轻薄短小、高效率、低成本且具备物联网的智能功能之趋势发展。

意法半导体产品与解决方案：LED照明

ST(意法半导体)技术行销经理萧复元先生表示，LED照明的拓朴可分成四大区块：(1)室内照明&聚光照明、(2)室内？户外照明(15？100W)、(3)户外照明？路灯(100？250W)、(4)特殊照明 (如车用照明)。在居家、商用、户外、路灯、大区块、紧急等6大照明类别中，效率、信赖性、体积小是3种驱动市场应用的关键因素。

由于低、中、高瓦数的LED照明，皆有不同的电源设计需求，因此ST推出针对不同照明产品应用的解决方案，具备高整合度、低零件数、高功因与低THD(总谐波失真率)等特性，适合类比或数码电路，并提供多样设计工具(如评估板)、开发套件、设计工作表和应用笔记，让LED照明的电源设计更简化、更轻松、更有效率。

效率转换UP、节能再升级！

擎力(Sync Power)科技股份有限公司应用工程部经理杨大鸿先生，介绍同步整流技术CoC V5解决方案与应用。他表示当今法规日趋严格，以Code of Conduct(CoC)Version 5的一种欧盟自主性的电源规范中，就规范电源空载部分有Tier 2的最严格指标，而该公司自主开发的3颗电源IC芯片：SP6879(针对返驰式应用的QR准谐振PWM IC)、SP689(高压启动IC)、SP6018E(同步整流控制IC)，可符合CoC V5的最严苛法规需求。

在各种电路的实作上，使用其3项产品组合，能够协助工程师简化线路，并通过安规标准，适合应用在当今各式PC？服务器？工业电脑、LED、打印机？游戏机等电源供应器、机顶盒？LED TV？屏幕？笔记本电脑变压器、智能手机？平板？多孔USB充电器、DC/DC独立模块等产品。

三相交直流电源转换器之拓朴分析与控制

大华科技大学电子电机工程系教授谢振中博士，讲述三相交直流电源转换器之拓朴分析与控制。说明与分析各式电源转换器设计时的优点与缺点，例如双级式、单相？三相、6/4/3开关、全桥式等降压或升压的电路设计等等。也提出自己较经济作法，例如简化开关设计、搭配较少的二极管元件，以节省成本。

另外在三相升压转换器中，则提出去除电流传感器与支持非对称电源输入的新设计作法，透过各种数学分析的方法，导出各种状态下的切换函式，便可绘制出系统框架图，进而实作出真正的电源转换器。