The China Sustainable Energy Program 中国可持续能源项目 大卫与露茜尔派克德基金会 威廉与佛洛拉休利特基金会 合盟 能 源 基 金 会 项目资助号G-0402-07265 中国电源适配器国家能效标准 技术支持报告 Technical supporting report on China energy efficiency standard for external power supplies 中国标准化研究院 China National Institute of Standardization 2005年12月 1中国电源适配器国家能效标准 技术支持报告 Technical supporting report on China energy efficiency standard of external power supplies 课题负责人 张国钦 课题研究人员 陈海红 高级工程师 中国标准化研究院 李爱仙 高级工程师 中国标准化研究院 李艾珍 高级工程师 中标认证中心 李占师 教授 中国电源学会 刘群兴 高级工程师 中国赛宝实验室 宋丹玫 高级工程师 中国赛宝实验室 陈大为 高级工程师 中国电子技术标准化研究所 林 栋 经理 台达能源技术 上海 有限公司 成建宏 高级工程师 中国标准化研究院 刘 伟 高级工程师 中国标准化研究院 2目录 执行报告 5 （一）项目概况 .5 （二）主要工作过程 .8 一、电源适配器技术概述 14 （一）电源适配器概述 .14 （二）电源适配器的分类 .14 （三）电源适配器的结构 .15 （四）电源适配器的主要技术参数 .21 二、电源适配器相关标准介绍 22 （一）国际相关标准 .22 （二）国内相关标准 .26 三、电源适配器市场状况 27 （一）电源适配器市场概述 .27 （二）国内主要电源相关企业简介 .28 （三）推动我国电源适配器发展的重要因素 .29 （四）电源适配器的成本 .30 四、影响电源能效的因素及提高能效的方法 31 （一）影响电源能效的因素 .31 （二）提高电源适配器能效的方法 .34 （三）电源适配器能效水平的提升空间及可行性 .35 五 能效标准的技术内容 37 （一）标准制定的依据与指导思想 .37 （二）标准主要技术内容介绍 .37 六、典型产品使用高效电源的经济技术分析 47 （一）分析模型 .47 （二）产品的选择 .48 （三）数据来源及预测 .49 （四）分析结果 .58 3图 形 图 1 内置电源 .15 图 2 外置电源适配器 .15 图 3线性电源内部结构图 16 图 4 基本线性直流电源电路 .16 图 5 复合滤波电路 17 图 6 稳压管稳压电路图 .18 图 7 串联反馈式稳压电路的一般结构图 .18 图 8 集成稳压器外形图 19 图 9 开关电源内部结构图 .19 图 10 基本开关直流电源电路 20 图 11 我国电源适配器产量趋势 27 图 12 1998 年2004 年手机产量 30 图 13 我国手机产量在全球所占比重 30 图 14 电源成本比较图 31 图 15 硬开关电路的开关过程 33 图 16 软开关电路的开关过程 35 图 17 输出功率同为 9W 的线性电源（左）和开关电源（右） 41 图 18 样品平均效率测试数据和符合能效限定值情况 42 图 19 样品空载功率测试数据和符合能效限定值情况 .42 图 20 样品平均效率测试数据和符合节能评价值情况 .44 图 21 样品空载功率测试数据和符合节能评价值情况 45 图 22 替代前后能耗的对比 59 4表格 表格 1 线性电源与开关电源的主要技术指标 .22 表格 2 能源之星平均效率指标 23 表格 3 能源之星待机功耗指标 23 表格 4加州强制性第二阶段电源平均效率 24 表格 5加州强制性第二阶段阶段空载状态功率 24 表格 6欧盟指令电源效率 25 表格 7欧盟指令空载功率 26 表格 8 电源适配器改进效果和成本增加对比 37 表格 9 平均效率能效限定值 41 表格 10 空载状态能效限定值 41 表格 11 现有样品测试结果能够满足能效限定值情况 42 表格 12 平均效率节能评价值 44 表格 13 空载状态节能评价值 .44 表格 14 现有样品测试结果能够满足节能评价值情况 45 表格 15 典型的使用外部电源适配器的终端产品 48 表格 16 潜在的节能量和节能率 58 5执行报告 （一）项目概况 近年来，随着我国经济的快速发展，特别是部分地区和高耗能行业盲目投资、低水平扩张，导致我国能源供应不足的矛盾有所加剧，每年都有二十几个省份不同程度地出现了电力供应紧张， 拉闸限电的现象，对生产生活产生了负面影响。实现党的十六大提出的国内生产总值到2010年力争比2000年翻两番， 基本实现工业化这一宏伟目标，随着人口增加、工业化和城镇化进程的加快、特别是重化工业和交通运输的快速发展，能源需求量将大幅度上升，经济发展面临的能源约束矛盾和能源环境问题将更加突出。我国能源相对不足，而能源基础设施建设投资大、周期长，还面临交通运输、水资源制约等一系列问题，因此节能是缓解能源是解决能源环境问题的根本措施，是提高经济增长质量和效益的重要途径，是增 强企业竞争力的必然要求。 我国一贯重视节能工作，近年来为了缓解能源约束矛盾，颁布了一系列政策和措施，2003 年在我国八大能源战略重“节能优先、效率为本”被列在首位；2004 年，国务院发布了 30 号文件关于在全国范围内开展资源节约活动的通知 ，号召全国连续三年开展全国资源节约活动和宣传；2004 年国家发改委和国家质检总局联合发布了能源效率标识管理办法 ；2004 年 11 月国家发改委第一次向全社会公开发布节能中长期专项规划 ；2004 年 12 月胡锦涛总书记在中央经济工作会议上发表重要讲话，指出 “要制定并强制推行更加严格的节能、节材、节水标准” ；2005 年，财政部和国家发改委联合出台了节能产品政府采购实施意见等等。刚刚结束的党的十六届五中全会提出了“十一”目标是 在优化结构、提高效益和降低消耗6的基础上，实现 2010 年人均国内生产总值比 2000 年翻一番，单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降 低 20％左右。再次证明了节能工作对我国经济可持续发展的重要性。由于投资少见效快，为用能产品制定和实施能效标准和能效标识、 实施节能产品认证已成为世界各国提高产品能效、进而达到节能、环保目的的首选政策工具之一，也是各国构架贸易壁垒的一个组成部分。据国际能源署统计，到目前为止，已有 34 个国家成功实施了能效标准与标识计划。1998 年 1 月1 日我国颁布实施了中华人民共和国节约能源法 ，明确提出了节能产品认证制度和高耗能产品淘汰制度， 以促进我国耗能产品节能技术水平不断提高， 创造一个公平竞争、 规范的市场。 为了配合我国 节能法的实施，从二十世纪九十年代开始，在国家发改委和国家标准委的重视和支持下，我国陆续制定并颁布了 21 项强制性国家能效标准。 随着人民生活水平的不断提高和办公条件的日益改善， 越来越多的带有外部电源（也称电源适配器）的电器产品，例如手机、笔记本电脑、数码相机、MP3 播放器等等，进入家庭和办公室。随着手机、笔记本电脑和数码产品的迅速普及，外部电源的产量也在激增。全球在用的外部电源有 100 亿只，中国在用的外部电源约 7 亿只。外部电源是劳动密集型产业， 中国的大量廉价劳动力资源吸引了世界上越来越多的劳动密集型企业入驻中国， 中国已成为外部电源最大的生产国和出口国。 据国外机构的调查数据， 我国交直两用单路输出电源 2001年的销售额为7.23亿美元， 约占电源市场总量的60,预计2002-2007年增长率为 12.4。 因为外部电源是将交流的电网高电压转换成一个稳定的直流或交流低电压，在高压和低压的转换过程中，就会有能量损失，测试数7据表明一些外部电源的转换效率只有 20 ％～40％，而高效的外部电源转换效率可以高达 90％。据测算，高效电源设计可以节约 15-20的电能而且都是已经应用的成熟技术。因此提高外部电源的能效，推广和采用高效电源产品，对于电源产品保有量迅速增长的我国来讲，是很好的降低能耗的途径，进而降低对环境的负面影响。 外部电源能效提高一直不被重视的一个重要原因就是外部电源几乎全部是和终端产品，例如手机、笔记本电脑、数码相机等配套销售的，采购外部电源的是终端产品的生产商而 不是支付电费的消费者。 外部电源没有统一的能效标准也没有供消费者了解产品能耗的任何标识或信息，消费者没有选择权。此外行业竞争激烈，利润降低，导致企业提高能效的积极性降低。 2003 年外部电源能效问题开始得到我国相关机构的关注，并进行了初步的行业调查。2003 年该项目得到了美国能源基金会的资助，被列为能源基金会中国可持续能源项目之一。2003 年 5 月中标认证中心（原中国节能产品认证中心）开始着手制定节能产品认证技术要求， 与此同时美国环保局能源之星项目、 美国加州最低能效标准项目、澳大利亚温室气体办公室最低能效标准项目也于同期开始研究测试方法和技术要求。 美国、 中国以及澳大利亚开展了深入的交流与合作，在各自的国家开始了样品测试和试验方法比对工作。 在国际相关组织的关注下，2004 年 2 月在美国加州召开了“全球电源高级研讨会” ，美国环保局、美国加州能源委员会、中国标准化研究院、中标认证中心、澳大利亚温室气体办公室、国际能源署、欧盟委员会、美国能源基金会、美国劳伦斯伯克利国家实验室、加拿大、新西兰、日本和韩国相关机构的代表都出席了会议，经过研讨，代表们就外部电源作为第一个能效全球一致化项目达成了共识， 即建立统一的测试方法，并8在各国全部的测试数据基础上建立一套统一技术指标要求， 各个国家可以根据不同的国情选择实施的日期， 以便于国际贸易以及认证结果的互认。2004 年 5 月全国能源基础与管理标准化技术委员会开始着手申请国家能效标准立项工作， 并得到了国家发改委和国家标准委的大力支持。2005 年 5 月，外部电源国家能效标准被正式列入国家标准制修订计划，计划项目编号20050974－Q－469。 （二）主要工作过程 标准起草工作共分为四个阶段。第一 阶段建立和发布测试方法。2003 年中标认证中心、中国标准化研究院和美国环保局共同组织专家和有关机构开始起草测试方法，得到了包括中国赛宝实验室、国家计算机质量监督检验中心、美国加洲能源委（CEC） 、澳大利亚温室气体办公室、美国伯克利国家实验室，美国 UL 实验室，欧洲联合研究中心等单位和机构的积极响应和支持， 经过多方征求意见以及中国和美国多次比对试验，测试方法于 2004 年 3 月完成，并正式开始用于数据的收集和技术指标的建立。 第二阶段收集测试数据。2003 年中国赛宝（总部）实验室对中国 500 个电源产品进行了测试。与此同时，美国和澳大利亚的合作机构也采集 300 个不同型号的电源产品的进行了测试。 共计 800 个产品的测试数据汇总到美国“能源之星”项目的电源技术要求起草组进行分析。 第三阶段节能产品认证技术要求起草颁布。 在对测试数据分析的基础上，2004 年 3 月份，中国、美国、澳大利亚合作机构的起草人员共同协商起草了外部电源产品技术要求的第一个草案， 分别在美国和中国召集电源生产企业、用户企业和业内专 家讨论修改意见和建9议。起草组对这些意见和建议进行了分析研究，并对技术要求进行了修改，在 2004 年 6 月形成技术要求的第二个草案，随后又分别在美国和中国召集电源生产企业、用户企业和业内专家讨论修改，并在网上征求意见。依据各方对第二个草案的修改意见和建议，在 2004 年8 月出台技术要求的第三个草案，在美国“能源之星”网站上征求意见。由于美国家电协会（AHAM）基于自身的利益，提出缩小产品范围，即不包括下列产品所使用的、具备为可充电电 池进行充电功能的电源 z 手电筒； z 可产生机械运动、空气流动或产生热量的终端产品（例电动工具和可再充真空管） ； z 或上述产品使用的可分离的电池。 美国“能源之星”依据 AHAM 意见进行修改出台技术要求的第四个草案。中标认证中心采用走访和通过电话、电子邮件等方式广泛征求了中国企业和业内专家对于界定技术要求涉及的产品范围的意见，决定不采纳第四个草案，采纳第三个草案。与此同时，美国加洲能源委 （CEC） 、 澳大利亚温室气体办公室也不同意 AHAM 的修改意见。 2004年 9 月至 11 月，起草组通过面议、召开电话会议方式与美国“能源之星” 、美国加州能源委（CEC） 、澳大利亚温室气体办公室几方经过反复协商，除美国“能源之星”采用根据 AHAM 意见进行修改的技术要求第四个草案外，其他几方均表示同意采用技术要求的第三草案。2004 年 12 月中标认证中心经过审定正式颁布了 CSC/T30-2005 单路输出式交流－直流和交流－交 流外部电源节能产品认证技术要求 ，2005 年 1 月 15 日和美国“能源之星”同步启动了外部电源节能产品认证工作。 10第四阶段国家能效标准起草阶段。按 照项目的策划，国家能效标准中的节能评价值将直接采纳中标认证中心颁布的技术要求。 按照项目进度安排，2004 年 4 月由全国能标委组织在广东东莞召开了标准第一次研讨会，参加会议的有中国标 准化研究院、中标认证中心、中国电源学会、中国赛宝（总部）试验室、深圳三马电器有限公司、飞宏（东莞）电子有限公司、联德电子中国有限公司、珠海三美电机有限公司、光宝电子有限公司等单位的代表，美国 ECOS 公司的专家通过电话进行了项目介绍和研讨。代表们经过对标准草案 1 稿的讨论，达成以下共识 1. 对单路输出式外部电源的定义须做进一步的界定； 2. 对标准适用的功率范围做进一步界定； 3. 对线性电源是否与开关电源制定统一的最低限定值做进一步的研究。 2004 年 9 月由中标认证中心组织在北京召开了“中美高效电源节能认证项目研讨会” ，参加会议的有国家发改委、中标认证中心、中国标准化研究院、中国电源学会、美国环保局、ECOS 公司、中国赛宝（总部）实验室、广州日用电器检测所、中华环境保护基金会、国家计算机质量监督检验中心、爱普生中国有限公司、佳能（中国）有限公司、ICF 咨询公司、苹果电脑公司、奥尔特亚太中心、鸿运电子股份有限公司、飞宏（东莞）电子有限公司、戴尔计算机（中国）有限公司、松下电器（中国）有限公司、惠普计算机公司、横河电机株式会社、华讯电子有限公司、索尼（中国）有限公司、帕沃英蒂格盛有限公司、香港科汇（亚太）有限公司、雅达电子有限公司、惠州侨兴电信/电讯工业有限公司、ON 半导体公司、福建实达电脑设备有限公司、南京通华电信有限公司、PanPower AB 公司、MEA 公司、美11国加州大学劳伦斯伯克利国家实验室等单位共 40 多位代表参加了研讨会，会议对单路输出外部电源的定义、适用范围、节能评价值以及国家能效讨论 2 稿进行了讨论， 进一步明确对线性电源须做进一步研究。 2005 年 3 月由全国能标委组织在北京召开了小型研讨会，中国标准化研究院、中标认证中心、信息产业部电子计量中心、台达能源技术（上海）有限公司、天津三美电机有限公司、光宝电子有限公司的代表出席了会议， 会议对需要进一步做的行业调查以及节能潜力的研究提出了意见和建议。 2005 年 5 月由全国能标委组织在杭州召开了国家能效标准第二次大型研讨会，中国标准化研究院、中标认证中心、信息产业部电子计量中心、浙江大学、台达能源技术（上海）有限公司、戴尔计算机（中国）有限公司、索尼（中国）有限公司、西门子（中国） 、上海横河国际贸易有限公司、ON 半 导体公司、嘉兴和泰电子科技有限公司、深圳市航嘉驰源科技有限公司、天成塑胶电子有限公司、凤冠电机有限公司、南京通华电信有限公司等单位近 30 位代表参加了研讨会，会议重点对能效限定值进行了研讨，一致认为应本着尽快与国际接轨的原则修改草案 3 稿。根据会议 精神修改完成征求意见稿。 2005 年 7－9 月由全国能标委组织以电子邮件的形式发放征求意见稿54份， 并将征求意见稿放在能效标识网 （ ）和中国节能节水环保认证网（ ）上，广泛征求相关专家、检测机构、生产企业和用户的意见，共收到 4 单位书面意见 22条。 在开发国际一致的技术要求同时，美 国环保局、澳大利亚温室气体办公室为了贸易监管的需要，开发出一套“外部电源国际符合性标12志” ，并正式建议作为国际协调一致项目重点参与国家的中国能够采纳该标志，以促进该标志的推广。为了探讨在中国能效标准中引入该标志的可行性， 全国能标委于2005年9月26日在北京组织召开了 “外部电源国家能效标准与标识国际研讨会” 。国家发改委能源局、全国能标委副主任委员白荣春、国家标准委工交部肖寒博士，本项目的资助方美国能源基金会的项目主管张瑞英女士、 澳大利亚项目专家Mark Ellism 先生和国际专家 Stuart Jeffcott 先生，中国电源学会李占师副秘书长、中标认证中心、外部电源检测机构的代表、外部电源重点用户的代表， 以及外部电源重点生产企业及部件生产企业的代表和标准起草人员共 33 人应邀出席了会议。 与会代表在听取了项目介绍、以及 Mark Ellism 对外部电源国际行动、各国计划以及外部电源国际符合性标志情况介绍后，围绕外部电源国家能效标准征求意见稿回函意见 以及外部电源国际符合性标志在我国实施的可能性两大议题展开了热烈的研讨， 并初步达成以下共识 1. 对外部电源的定义不要限制过死； 2. 对试验方法中测试条件描述应更灵活便于操作和考核， 并考虑本国差异； 3. 由于我国已经建立了节能产品认证和能源效率标识制度， 考虑到外部电源国际符合性标志与节能产品 认证标志以及能源效率标识样式和内容的差异， 需要慎重考虑外部电源国际符合性标志与节能认证和能源效率标识的关系以及其实施监督保障体系的建立， 因此将外部电源国际符合性标志引入中国尚需要进行深入研究； 但是由于中国是外部电源的出口大国，而美国、澳大利亚和欧盟都即将或已经将外部电源国际符合性标志作为贸易必须条件， 考虑到作为国际贸易的一13项应对措施， 有必要将外部电源国际符合性标志的分级指标及要求提供给中国的生产商， 因此拟将外部电源国际符合性标志相关内容作为标准资料性附录。 根据会议精神和外部电源国际符合 性标志协议修改补充了标准资料性附录 B，完成送审稿。 2005 年 12 月 2 日，全国能标委在北京召开了单路输出式交流－直流和交流－交流外部电源能效限定值及节能评价值 国家标准审定会。国家发改委和国家标准委的有关领导出席会议。全国能标委、电源学会的有关专家、外部电源重点生产企业有关代表、国家标准技术审查部、中国节能产品认证中心的代表和标准起草人员，以及项目资助方美国能源基金会项目主管共 28 人应邀出席了会议。 审定组由 18 名专家组成。审定组主任委员由全国能标委副主任委员白荣春担任。审定组听取了标准起草组就制定标准背景、标准起草过程、标准主要内容等作的说明，并进行了质询。审定组本着科学求实、积极负责、协调一致的原则对标准送审稿的各项内容，进行了充分、认真、细致的讨论和逐章、逐条的审查，提出以下主要修改意见 1. 对范围中“低压直流或低压交流输出”中“低压”进行限定； 2. 删除引用文件； 3. 删除定义 3.1 和 3.2 中 7）条； 4. 调整表 2 技术指标； 5. 删除第 6 章能效标志； 6. 其他文字修改。 按照审定会意见， 项目组对标准进行修改并形成报批稿上报国家标准委审批。 14一、电源适配器技术概述 （一）电源适配器概述 随着电子信息技术的不断发展，越来越多的可移动式、便携式电子产品进入了人们的工作和生活中， 这些设备中的绝大多数都需要通过外部电源适配器进行供电或充电。目前，电源适配器的使用非常广泛，据估计全球在用的电源适配器有 60 亿只。 电源适配器就是将交流电网电压转换为直流低电压或交流低电压的电子装置。基本结构包括外壳、电源变压器、整流电路和稳压电路、滤波电路等。 我国大陆地区是目前世界上最大的电源适配器生产基地，拥有2800 家电源适配器制造商，04 年产量达到 34 亿只，约占全球总销量的 40。并且，我国的电源适配器产量以 11的年均速度增长，预计05 年的产量将达到 40 亿只，06 年达到 48 亿只。 （二）电源适配器的分类 电源适配器按不同的性质，有不同的分类方式。常见的有以下几种分类方式 1. 按工作方式的不同，可分为线性电源 Linear Mode Power Supply, LMPS 和开关电源 Switch ed Mode Power Supply, SMPS 适配器。这是电源适配器最基本的一种分类方式，目前市场上销售的电源适配器产品主要是开关电源适配器； 2. 按输出电压类型的不同，可分为交流输出型 AC-AC、DC-AC和直流输出型 AC-DC、DC-DC； 3. 按与被供电设备相对位置的不同， 可分为外部电源和内部电源两种类型。其中，内部电源位于用电设备内部，其作为用电设备的一15部分（如图 1 所示） ；外部电源（即电源适配器）位于用电设备以外，与用电设备独立。外部电源适配器按连接方式的不同可分为插墙式和桌面式（如图 2 所示） 。 图 1 内置电源 图 2 外置电源适配器 桌面式电源适配器 墙插式电源适配器 本报告中讨论的电源适配器，在未作特殊说明的情况下均指AC-AC、AC-DC 外置电源适配器。 （三）电源适配器的结构 从电路的基本结构上讲， 电源适配器分为线性电源和开关电源两种。 161. 线性电源 线性电源是一种传统的电源， 出现较早。 线性电源技术比较成熟，并且已有大量集成化的线性稳压电源模块，具有稳定性好、输出纹波电压小、使用可靠等优点。但通常都需要体积大且笨重的工频变压器与体积和重量都很大的滤波器。 由于线性电源的调整管工作在放大区内，所以功耗较大，电源效率很低，一般只有 45左右。线性电源适配器的内部结构如图 3 所示，线路板 后面的部分为工频变压器。 图 3线性电源内部结构图 现行电源通过改变功率调整管的导通程度，使其工作在线性区域，靠调整管之间的电压降来稳定输出电压。其典型结构如图 4 示。 AC电源变压器 整流电路 滤波电路 稳压电路图 4 基本线性直流电源电路 电源变压器 将交流线电压变换成所需要的交流低电压，确保稳压电路的调整管工作在放大范围内。同时，电源变压器还起到使交流输入电压和输出电压电气隔离的作用。 变压器是线性电源中能量损耗17最大的部分，也是提高能效需要重点关注的部件之一； 整流电路 利用整流元件（如整流二极管、晶闸管、整流桥等）的单向导电性，将大小、方向变化的正弦交流电变换成单向脉动的直流电； 滤波电路 利用储能元件（如电容、电感）及其组合组成的复合电路（如图 5 所示） ，将整流后的单向脉动直流电压或输出电压中的纹波成分尽可能滤除掉。复合滤波电路分为 LC 滤波（如图 5 a） 、л形 LC 滤波（如图 5 b）和л形 RC（如图 5 c）滤波三种。线性电源的滤波电路包括输入滤波和输出滤波两部分； 图 5 复合滤波电路 稳压电路 由于负载变化或输入线电压的变化都会引起输出电压的变化，所以需要采用稳压电路对输出的直流电压进行反馈控制，使输出不受负载或输入电压的影响，保持相对稳定。 线性电源按稳压方式的不同，可分为 稳压管稳压式、串联稳压式和集成稳压式三种。 （1）稳压管稳压式 这是一种最简单的线性稳压方式（如图 6 所示） ，图中的限流电阻 R 和稳压管 DZ 组成稳压电路，RL 为负载电阻。 18图 6 稳压管稳压电路图 这是一种最简单的稳压方式，但其稳压响应时间较慢、稳压精度不高，且由于串联电阻 R 会消耗大量电能，从而影响到电源的效率。这是早期采用的一种稳压方式，目前很少采用。 （2）串联型稳压式 图 7 为串联反馈式稳压电路的一般结构图。其中，T 为调整管，A 为比较放大器。电阻器 R1、R2、R3 组成取样电阻网络用来实现对输出电压的采样。 采样得到的输出电压经比较放大器放大后控制调整管 T 的集电极与发射极之间的电压，从而达到稳压的目的。由于起调节作用的调整管 T 与负载电阻 RL 串联，故称为串联式稳压电源。 图 7 串联反馈式稳压电路的一般结构图 （3）集成稳压式 顾名思义，集成稳压式就是通过集成稳压器件实现稳压。集成稳压器包括三端固定式和三端可调输出式，包括输入端、输出端和公共19端（如图 8 示） 。 图 8 集成稳压器外形图 集成稳压器内部具有过流、过热及短路保护等电路，具有安全可靠、接线简单、维护方便等特点。三端稳压器由取样、基准、放大和调整等单元组成，其稳压原理同串联反馈式稳压原理基本相同。不同点是集成稳压器将串联反馈式稳压电路集成为一个器件。 2. 开关电源 开关电源相对于线性电源来说，出现 较晚。其功能管工作在饱和区和截止区，即开关状态。采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关的占空比调整输出电压。在输出功率相同的条件下，开关频率越高，电源的体积就可以越小。 图 9 开关电源内部结构图 开关电源典型的基本结构如图 10 所示。 20图 10 基本开关直流电源电路 各组成部分作用如下 整流电路 利用整流元件（如整流二极管、晶闸管、整流桥等）的单向导电性，将交流输入电压变换 成单向脉动的直流高电压； 储能电容储存电能，防止 因输入电压降低或负载电流突然变大造成的输出电压降低； 功率开关器件 通过开关器件的高频通断，控制输送给负载的功率，从而实现对电压的控制。开关器件的开关频率越高，体积、重量、与输出功率之比就越小； 滤波电路 利用储能元件（如电容、电感）或其组合电路，将整流后的单向脉动直流电压中的纹波成分尽可能的滤除掉， 以保证输出电源的稳定； 变压器 将开关器件产生的高频电压变换成适合的电压。与线性电源中变压器的根本区别是该变压器 工作在高频，为高频变压器。 开关电源通常具有体积小、重量轻、稳定可靠、效率高、功率密度大、输入电压范围宽等优点。缺点是纹波较大（相对于线性电源） 。 实用化的电源适配器在以上介绍的基本电路基础上， 增加了各种保护电路，如极性保护、程序保护、欠压保护、过流保护、过压保护、过热保护、 输出短路保护等。 在某些适配器中， 还会有功率补偿电路、21调压电路、输出电压切换电路等附加功能单元。 （四）电源适配器的主要技术参数 供电电源的质量直接影响到受电设备性能的发挥和设备自身的安全，故电源适配器的性能指标至关重要。电源适配器的性能指标分为三种输入特性指标、输出特性指标和附属性能指标等。 1、输入特性指标就是与电源适配器输入有关的性能指标要求，主要包括输入电压和电压变动范围、输入电压的频率和频率变动范围、输入相数、输入功率因数、输入电流、输入谐波等。 2、输出特性指与电源适配器输出有关的性能指标，主要包括输出功率、输出电压、纹波、稳压精度、稳流精度效率、输出特性等。其中，稳压、稳流精度参数包括输入电压调整率、负载调整率和时效偏差等。 3、附属性能指标指影响电源适配器性能，但又不能包含在上述两类指标内的性能，如功率密度、保持时间、瞬变恢复时间、温度系数、绝缘电阻、绝缘电压、热阻系数等。 下面对其中几个比较关键的参数作一介绍 电源调整率 电源在输入电压变化时提供稳定输出电压的能力。通常是在固定负载条件下，测量电源在低输入电压minV、额定输入电压nomalV及高输入电压maxV条件下对应的输出电压min−outV、nomaloutV−和max−outV，计算公式为 ]/,/max[maxmin nomalnomaloutoutnomaloutnomaloutVVVVVV−−−−−−； 负载调整率 电源在输出负载电流变化时，其提供稳定输出电压的能力。通常是在正常输入 电压下，测量电源在大负载maxL、正常负载nomalL及小负载minL条件下对应的输出电压min−outV、nomaloutV−和max−outV，计算公式为 ]/,/max[maxmin nomalnomaloutoutnomaloutnomaloutVVVVVV−−−−−−； 输出纹波 输入电压与输出负载电流均不变的情况下，其平均直22流输出电压上的周期性与随机性偏差量的电压值； 输入电压范围 电源正常工作时， 允许的输入电压最大变化范围； 效率 输出功率与输入功率之比值，即100/ inoutPPη。 ； 功率密度 单位体积的电源适配器所能提供的最大功率； 瞬变恢复时间 电源适配器从输出电压发生阶跃变化起到恢复到稳压值时止所需要的时间； 保持时间 电源从输入切断电源起到电源输出电压下降到稳压范围外为止的时间。 表 1 给出了线性电源与开关电源的主要性能指标 表格 1 线性电源与开关电源的主要技术指标 特性指标 线性电源 开关电源 电源调整率 0.020.05 0.050.1 负载调整率 0.020.1 0.11.0 输出波纹 0.52mV RMS） 25100mV（ P-P） 输入电压范围 10 5 0 效率 4065 6085 功率密度 0.5W/in323W/in3瞬变恢复时间 50ms 300ms 保持时间 2ms 32ms 另外， 国际和国内还对电源适配器的 电气安全性和电磁兼容性等提出了一些要求。 二、电源适配器相关标准介绍 目前，国内、外与电源适配器相关的标准有很多。而且，这些标准主要集中在电气安全、电气性能测试等方面，而对于电源效率方面标准较少。下面分别对国际和国内标准作简单介绍。 （一）国际相关标准 国际上，电源适配器相关的标准有很多，IEC（ International Electrotechnical Commission， 国际电工委员会） 和UL （Underwriter Laboratories Inc，保险商试验所）等均有一系列的标准。下面分别23作简单介绍。 IEC 已经制定了一些有关电源的标准 ，如直流稳定电源标准IEC478.1－1974直流输出稳定电源术语 ；IEC478.2－1986直流输出稳定电源额定值和性能 ；IEC478.3－1989直流输出稳定电源传导电磁干扰的基准电平和测量 ；IEC478.4－1976直流输出稳定电源除射频干扰外的试验方法 ；IEC686－80交流输出稳定电源 ；IEC478.5－1993直流输出稳定电源电抗性近场磁场分量的测量 。 UL 的电源标准更侧重于电气安全方面，如UL1012 - 第 2 级以外的电源装置标准（1994 年 6 月 28 日颁布） ；UL1310 - 第 2 级电源装置标准（1994 年 7 月 28 日颁布等。 关于电源适配器能效方面的标准，欧盟、美国能源之星都已经或正在制定相应的标准规范。 1. 美国能源之星标准 能源之星是美国的一个具有政府背景的能效自愿认证组织， 其宗旨是为厂商和用户提供高效解决方案。 能源之星为美国的高效能源利用发挥了重要的作用，其能效标准在 世界上也具有很大的影响力。 能源之星的电源适配器节能评价方法分两个阶段实施， 2005 年 1月 1 日开始实施第一阶段技术要求；2006 年 7 月 1 日实施第二阶段技术要求。第一阶段的要求如表 2 和表 3 所示。 表格 2能源之星平均效率指标 输出功率标称值 W 最小平均效率 （用小数表示） 0 Po 1 0.49 * Po 1≤Po 49 0.09 * Ln Po 0.49 Po ≥49 0.84 表格 3能源之星待机功耗指标 输出功率标称值 Po 空载状态下的最大有效功率 24W W 0 Po ≤10 0.5 10 Po ≤250 0.75 目前，能源之星第二阶段的指标正在制定过程中。 2. 加州强制性最低能效标准 美国加州能源委员会负责组织最低能效标准的制定并以法律形式颁布强制实施。由于加州能源紧缺，因此加州的节能标准通常比较严厉，但是很多能效标准在加州实施一定时期后，会被别的州采纳甚至最终被纳入联邦节能法，在全国范围内被强制执行。加州电源项目是与能源之星项目同期进行的，并于 2004 年 2 月～2005 年 3 月与美国电源协会（PSMA）合作发起一项国际设计竞赛，以奖励能效最高的电源设计作品。加州强制性最低能效标准的实施框架是2006 年 7月 1 日实施第一阶段技术要求， 技术指标与能源之星第一阶段技术指标一致，2008 年 1 月 1 日实施第二阶段技术要求，技术指标见表 4和表 5。 表格 4加州强制性第二阶段电源平均效率 输出功率标称值 W 最小平均效率 （用小数表示） 0 Po 1 0.5 Po 1≤Po 51 0.09ln（Po）0.5 Po ≥51 0.85 表格 5加州强制性第二阶段阶段空载状态功率 输出功率标称值 Po W 空载状态下的最大有功功率 W 0 Po ≤10 0.5 10 Po ≤250 0.5 3. 澳大利亚强制性最低能效标准 澳大利亚温室气体办公室负责澳大利亚强制性最低能效标准的25制定工作并由澳大利亚标准局颁布成 为澳大利亚和新西兰标准。 中国和美国电源项目开始不久，澳大利亚随即加入并提供了近 80 个测试数据，与中国和美国进行了广泛深入的交流与合作。澳大利亚最低能效标准的实施框架是，2006 年实施第一阶段技术要求，技术指标与能源之星第一阶段技术指标一致，20 10 年可能强制实施第二阶段技术要求， 技术指标与加州第二阶段技术指标一致。 标准正在审批之中。 4. 欧盟指令 早在 2003 年欧盟就对电源颁布了能效指令，但是技术指标为空载功率和 100％负载时的工作效率。欧盟指令修订后的技术指标将包括空载功率和平均功率，具体实施框架见表 5 和表 6。第一阶段实施日期为 2005 年 1 月 1 日～2006 年 12 月 31 日， 效率指标要求见表 6，或者是能源之星第一阶段效率指标，即表 1 要求。第二阶段实施日期为 2007 年 1 月 1 日开始，效率指标为能源之星第一阶段效率指标，即表 1 要求。空载功率指标见表 7。 表格 6欧盟指令电源效率 额定输出功率 W 表 1 最低平均效率或者 100％负荷时效率 ％ 0Po 1.5 30 1.5 Po 2.5 40 2.5 Po 4.5 50 4.5 Po 6.0 60 6.0 Po 10.0 70 10.0 Po 25.0 75 25.0 Po 150.0 80 26表格 7欧盟指令空载功率 空载功率 W 额定输出功率 W 2005.1.1 2007.1.1 0.3 Po 15 0.30 0.30 15 Po 50 0.50 0.3050 Po 60 0.75 0.30 69 Po 150 1.00 0.50（二）国内相关标准 国内也有许多电源适配器相关的标准， 这些标准主要集中在电气安全、电磁兼容等方面，基 本上都是以国际标准为基础上制定的。故其体系结构基本上与国际保持一致。 这些国家标准包括 GB4943-2001信息技术设备的安全 GB8898-2001音频、视频及类似电子设备安全要求 GB9254-1998信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 GB17625.1-2003电磁兼容限值谐波电流发射限值设备每相输入电流≤16A GB17618-1998信息技术设备的抗扰度限值及测量方法 GB13028-1991隔离变压器和安全隔离变压器技术条件 GB/T14714－93微小型计算机系统设备用开关电源通用技