L’importanza degli standard di efficienza

Ingegneri elettronici e designer che progettano alimentatori esterni (EPS) per strumentazione e dispositivi industriali possono utilizzare gli standard di efficienza ottenendo da questi vantaggi importanti in termini di risparmio energetico. Spesso gli alimentatori esterni (EPS) vengono lasciati collegati all'alimentazione AC e rimangono pienamente operativi, anche quando il dispositivo che stanno caricando viene rimosso. Sebbene l'alimentatore non stia alimentando nulla, consuma comunque energia. In origine sono stati specificati due parametri per regolare la riduzione dello spreco di energia: il massimo consumo energetico a vuoto e il livello medio minimo di efficienza, che se moltiplicato per un miliardo di prodotti diventa molto significativo. Studi recenti in sui consumi degli EPS in Europa indicano che si potrebbe ottenere un risparmio energetico totale di 9 TWh ogni anno.

Un Terawattora (TWh) equivale a 1.000 miliardi di Watt utilizzati in un'ora: un risparmio annuale di 9 TWh è sufficiente per alimentare l'intera Estonia per più di tre mesi e potrebbe ridurre le emissioni annue di carbonio di oltre tre milioni di tonnellate, con conseguente risparmio sui costi di 1 miliardo di euro.

La prima legislazione è stata pubblicata nel 2004, nata dall'intenzione della California Energy Commission (CEC) di limitare la vendita di alimentatori esterni non efficienti. Gli Stati Uniti, l'UE, la Cina e tantissimi altri paesi e regioni hanno seguito nei dieci anni successivi una legislazione sempre più severa. Nel 2014 l'UE ha emesso un Codice di Condotta volontario (CoC) versione 4, in parallelo con la direttiva obbligatoria sulla progettazione ecocompatibile (Ecodesign Directive 278/2009). Sempre nel 2014, il Dipartimento dell'Energia (DoE) ha pubblicato la norma sul livello di efficienza energetica VI (Energy Efficiency Level VI standard).

A febbraio 2016, la norma di livello VI è diventata legge negli Stati Uniti. L'UE ha emesso una norma volontaria 5 CoC Comma 2, più severa che avrebbe dovuto entrare in vigore a Gennaio 2018. Ci sono stati però dei ritardi e l'implementazione obbligatoria è prevista a breve.

Come si confrontano le norme

La tabella seguente mostra alcune delle differenze tra le più recenti norme UE e USA per un alimentatore a singola uscita con tensione base. Sono stati stabiliti limiti di efficienza per un alimentatore con potenza nominale compresa tra 49 e 250 W. Vi preghiamo di consultare i relativi siti web US e UE per le specifiche complete.

Regione
Standard
USA
DoE Livello VI
Unione Europea (UE)
CoC Tier 2 v 5
Efficienza media del carico49-250 W: ≥ 88%49-250 W: ≥ 88%
Efficienza al 10% del caricoN/A49-250 W: ≥ 79%
Consumo del power1-49 W <0,1 W1-49 W <0,075 W
Off-Load50-250 W <0,21 W50-250 W <0,15 W
>250 W <0,5 W>250 W N/A
Data d’implementazioneFebbraio 20162018 (TBD)
Tabella 1: Confronto tra le ultime normative statunitensi e della comunità europea

Con carichi inferiori alla potenza totale dell'EPS, l'efficienza dell'alimentatore può diminuire in modo significativo. Le condizioni di carico ridotto si verificano quando la batteria si carica parzialmente o quando un dispositivo entra in modalità standby (sleep). Gli alimentatori esterni raramente rimangono in condizioni di carico dal 75 al 100%.

Pertanto, sono necessarie misurazioni di efficienza in quattro condizioni di carico; 25, 50, 75 e 100%. Queste vengono sommate e divise per quattro per produrre un valore medio di efficienza. Si noti che l'UE ha aggiunto un livello minimo di efficienza per il 10% del carico e che gli Stati Uniti ora includono alimentatori con una potenza nominale superiore a 250 W. Il massimo consumo energetico a vuoto dipende dalla potenza di uscita dell'EPS ed è indicato nelle specifiche.

Poco potenziale per la modifica

Modificare un alimentatore per far fronte a una diminuzione del consumo di energia a vuoto non corrisponde ad un semplice cambiamento di componente. Spesso il circuito di controllo deve essere sostituito con uno che richieda una potenza inferiore e sia in grado di attuare tecniche di risparmio energetico come il pulse-skipping.

Le modifiche alla circuiteria di base richiedono di inviare nuovamente i prodotti per un aggiornamento delle certificazioni di sicurezza. Sia la riprogettazione che il processo di assoggettamento sono costosi e i prodotti più vecchi, come conseguenza, risultano spesso obsoleti.

Conformità volontaria

Le normative EU CofC Comma 2 e US Efficiency Level VI sono riferibili solo agli alimentatori esterni per i prodotti di consumo. Poiché TDK-Lambda si rivolge al mercato industriale, piuttosto che ai fornitori di telefoni cellulari, tablet e laptop, è esente da questa legislazione. Tuttavia, per garantire che i clienti beneficino di un ridotto consumo energetico a vuoto e di una migliore efficienza del prodotto, TDK-Lambda ha un numero di alimentatori esterni della serie DT che soddisfano tutti i requisiti più recenti, con valori nominali fino a 300 W.

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