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用苹果、橘子、柠檬和酸橙示范绿色科技

来源:analog 发布时间:2023-09-12

摘要: 本应用说明讨论了待机电源的浪费,并列出了家用电器、计算机和机顶盒中用于减少功耗和提高电池寿命的节能部件的横截面。

绿色倡议将浪费待机电源的问题带回家。通过减少待机电量的使用,美国家庭平均每年可以节省100美元。¹便携式设备的电池寿命很重要,但本应用说明表明,我们家中的节电设备对减少环境浪费也至关重要。在节能集成电路方面,Devices处于领先地位,本文档列举了设备、计算机和机顶盒中节能器件的示例。

吉姆·汉森的创作,青蛙科米特说,“成为环保人士并不容易。”我们同意节约能源是困难的,但却是非常必要的。智能电路设计师和进步的公司正在满足消费者在这方面的期望。最小的细节是至关重要的:功率效率的测量单位是微安(µAs),即百万分之一安培。相比之下,一个60W的白炽灯泡耗电0.5A。也就是500,000µA。

为什么有必要如此精确地测量?因为它是所有潮流的总和,就像任何预算一样,一个人必须减少每一项成本,无论多么小。显然,在电池供电的设备中,客户对电池寿命很敏感。不那么明显的是,插入式设备也有与插入式设备相关的成本。当设备处于“关闭”状态,但在等待远程命令、按钮或定时器时显示电源指示灯,则表示设备正在消耗待机电源。

待机电源的成本是多少?如果一个60W的灯泡24/7全天候运行,一个月的费用为14.65美元。一台待机功率为1W的设备在不做任何实际工作的情况下只需0.25美元。在一个典型的家庭里走走,数数家电,电视,收音机,音响,电脑,车库开门器,微波炉,洗衣机,烘干机,强制空气加热器和草坪洒水器。然后添加电池充电器。你可以轻松地让20台设备处于待机状态,而且大多数设备的功耗都超过1W。

这是好消息。坏消息是,一个有线电视盒在运行时和待机时的功耗分别为80W和79W(分别为19.53美元和19.30美元)。卫星DVR盒在运行或待机状态下的功耗为120W,因此只需在每月订阅费用上增加29.30美元。

这不仅与每月成本相关;作为地球公民,我们必须意识到我们对环境的影响。作为电路设计者,我们可以仔细选择,幸运的是,低能耗的部件并不一定更昂贵。事实上,由于新零件是用更小的几何IC工艺制造的,它们往往更有效。此外,器件电路设计师长期以来一直在设计中考虑到能源效率。

表1说明了可用于降低家用电器、计算机和机顶盒中的电源成本的ic。今天,设计师和消费者都有选择;我们都可以通过我们每天做的小事来影响地球的未来。

表1 节能ic的例子
部分描述电流消耗
MAX5052用于隔离/非隔离电源的电流型PWM控制器;理想的通用输入(整流85VAC至265VAC)工作电压1.4mA;
起始电压为45µA
MAX669中、重载PWM电源控制器;Idle Mode 仅在需要时在轻负载下脉冲静220µ
DS2786燃料计,准确报告电池容量从标准的锂+电池组工作电压50µA;
待机睡眠1µA
Ds80c320 / ds80c323微控制器;80C31、80C32和8051兼容;快速省电停止,带隙50µA;
停止,带隙关断1µA
DS80CH11系统能源管理器;8051 -兼容的核心;键扫描;电池和电源管理;2线串行I/O端口和88个并行引脚;8通道10位ADC;4通道,8位PWM用于LCD对比度和亮度IDLE模式= 10mA;
停止模式= 1µA
DS2432安全eepm;64位的秘密;sha - 1发动机;唯一标识64位激光编号EEPROM写入500µA;
在5µA时待机
DS1340实时时钟和带备用电源开关的涓流充电器工作电压为800µA
Max894l / max895l高侧p通道,MOSFET,负载隔离电源开关在16µA时接通;
在0.1µA时关闭
Max7306 / max7307具有4个I/O端口的串行接口外设;LED变暗/闪烁,按键脱落在0.75µA时待机
Max4789, max4794保护主机设备的开关;功能SDIO存储卡工作电压80µA;
在0.01µA时待机
MAX2830Wi-Fi 射频收发器,带PA和分集Rx/Tx开关,7mm × 7mm封装;专为802.11g/b应用而设计接收65mA,发送289mA (P(OUT) = 15dBm),
关闭10µ
Max9025 - max9028比较器,有的带1.236V±1%参考参考值为1µA,
无参考0.6µA
MAX8678带1.1W音频放大器的WLED充电泵;无输出电容LED 140µA,静态待机0.1µA
MAX9723立体声DirectDrive 耳机放大器与BassMax和音量待机5µ
MAX9515视频滤波放大器;自动感应信号和/或输出同轴负载待机5µ
MAX9503视频滤波放大器;DirectDrive移除输出电容待机10 na
DS2714镍氢电池充电器,不充电碱性和锂电池500µA ~ 750µA

这和苹果、橙子、柠檬和酸橙有什么关系?这些水果又是如何展示绿色科技的呢?为了吸引媒体的注意,新闻需要一个吸引人的标题。为了演示器件ic使用的电流有多小,我们的部件可以由苹果、橙子、柠檬和酸橙制成的电池供电。图1显示了这样一个电路。


图1所示 柠檬电池运行电压参考板。

这个3.6V的电池是由4个柠檬电池组成的。每个电池在大约100µA时产生0.9V。MAX6029基准电压产生精确的2.5V,而最大电流仅为5.5µa。图1生动地展示了IC的微小电流消耗。

电池电压主要是由铜和锌之间的化学性质决定的。许多水果和蔬菜将像电池一样运作。苹果、橙子、柠檬、酸橙、葡萄柚和土豆每个电池产生的电压都在0.88V到0.95V之间。电池的颜色真的没有区别,但是说我们通过使用酸橙变得更环保确实是一个可爱的故事。

据估计,有10%的家庭用电量被浪费在待机电源上。²能源之星 计划,首先由美国环境保护署和美国能源部创建,估计有1.29亿家庭每年平均花费2200美元在电力上。把这些数字加在一起,美国家庭每年在备用电源上的花费约为283亿美元。这是一个惊人的数字,考虑到它只是让我们成为教练土豆!如果我们能站起来关掉开关,我们就能省下那笔钱。

突然间,当我们意识到我们的家庭每年可以节省100美元时,绿色听起来很不错。既然能源效率是个人的事,我们就可以加倍保护环境。Devices网站有实时参数表,允许我们交互式地选择部件。在为电路选择合适的部件时,我们可以注意功耗。虽然一微安是一个很小的数字,但当它乘以世界上巨大的人口数量时,它确实会产生很大的影响。

*住宅用电零售价格因地点和时间而异。这些价格在此申请笔记发布时对于北加州的住宅客户是准确的。


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