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关机功耗不到1W EuP主板设计简析

2010-11-17许俊华《微型计算机》2010年10月上

目前的时间早已过了指令强制运行的起始时间,因此要想在欧盟销售主板,产品就必须通过EuP Lot6指令才能上市。而面对欧盟严格的监督检查机构,仅凭运气获得指令认证显然是不可能的。所以那些在欧盟拥有市场份额的各大主板厂商为了达到这一强制性标准,早已对主板进行了改良设计,那么这些改良设计是怎样的呢?要弄清这个问题我们必须首先了解谁在关机状态下制造功耗,关机功耗是怎样产生的?

谁是关机功耗制造者?

首先为大家介绍主板上使用的PC电源结构。通常情况下,一款电源通过一个20或24根线的连接器为主板供电,这一组连线中除了用作接地、传输控制信号外,还有供电电源部分。而供电电源部分一共分为两部分,一种是待机(standby)电源,只有5V一种电压,简称为5V STBY,这根电源线标准颜色为紫色,电源和交流电连通后就一直存在;另外一种则是系统电源,包括5V,-5V,3.3V,12V和-12V,只有在启动开机按钮后才会有电压产生。关机和待机模式下,待机电源会一直存在,而系统电源会被关掉,因此,如何降低关机和待机模式下5V STBY的功耗就成为通过EuP认证的关键之一,这也是主板厂商重点改进的部分。

此外,需要说明的是要想达到EuP标准,除了主板关机功耗要大幅度降低之外,电源的效率也非常关键。如果主板的待机电源功耗很小,但电源的转换效率非常低,总的功耗一样不能降低。举例来说,主板关机状态下的系统功耗即便只有0.1W,但电源的转换效率此时仅10%,那么关机状态下的损耗同样将达到1W,而90%的效率都是在电源上被消耗掉的,因此要想达到较小的电源损耗,用户还应购买通过EuP认证、拥有较高转换效率的电源。

外围线路优化不可少

要想降低5V STBY电路功耗,一般有两种方法,首先是对5V STBY中的一些外围电路进行优化。在这里,让我们为你展示5V STBY中的一些常用线路。图1为主板上常见的5V STBY状态指示灯线路图,该LED在关机后也会保持常亮状态。因此如LED亮时所需电压是3V、电路中的电阻阻值为330Ω,则可以算出这一回路中的电流为6mA,此线路即会带来30mW的总功耗。


图1 5V STBY LED指示灯线路图。

图2则为5V STBY电路中常见的控制线路,在设计中应用广泛。假如我们控制信号用的是3.3V电压,由于三极管导通时Vbe为0.7V,且恒定不变,那么Ib=(3.3V-0.7V)÷8.2ΚΩ=0.3mA,Ic=3.3V÷8.2ΚΩ=0.4mA,该线路会带来3.3V×(0.3mA+0.4mA)=2.3mW的总功耗。


图2 5V STBY控制线路。

如果没有经验的工程师将控制线路的电阻阻值改小,比如改为1ΚΩ,那么该线路功率将会提升到19mW左右。因此如要降低5V STBY外围电路的功耗,常用的优化措施有提高电路阻值、删除一些不必要的功能,如完全去掉LED状态指示灯线路。

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