Warum ist es so problematisch, einen Standby-Stromverbrauch nahe Null zu haben?

Jedes elektronische Gerät verbraucht Strom, wenn es sich im Leerlauf befindet, es sei denn, es verfügt über einen mechanischen Schalter. Ich kann verstehen, dass zum Beispiel ein Fernseher mit einer Fernbedienung "bereit" sein muss, um einen Befehl von der Fernbedienung zu erhalten. Aber auch ein Handy-Ladegerät verbraucht Strom, wenn es an die Steckdose und nicht an das Telefon angeschlossen ist.

Zum Beispiel behauptet Nokia, dass eines seiner neuen Ladegeräte weniger als 30 Milliwatt verbraucht, wenn es nicht an das Telefon angeschlossen ist, und sie sagen, dass es sehr cool ist. Ich verstehe nicht - das Ladegerät ist ein sehr einfaches Gerät, was macht es mit diesen 30 Milliwatt?

Warum kann ich diesen Standby-Verbrauch nicht senken, wenn wir bereits Mikroprozessoren mit Millionen von Transistoren haben, die auf eine Platte mit Fingernägeln passen? Was ist das grundsätzliche Problem hier?

Das Ladegerät für Mobiltelefone ist eine Stromumwandlungsschaltung, die Ihre Netzspannung (110 oder 220 V) in eine für Ihr Mobiltelefon nützliche Spannung (wahrscheinlich 5 V) umwandelt. Dazu muss eine elektronische Schaltung vorhanden sein, die mit Strom versorgt werden muss, und sie muss auch dann funktionieren, wenn kein Telefon in der Nähe ist, damit sie beim Anschließen ein Telefon erkennen kann.

Das Ladegerät kann lediglich ein mechanisches Gerät sein, wie die Steckdose selbst. In diesem Fall muss sich der gesamte Ladestrom in Ihrem Telefon befinden. Leider ist es ziemlich groß und relativ schwer, so dass es unpraktisch wäre, es die ganze Zeit herumzutragen.

$330\,\mathrm{k\Omega}$

OTOH 30mW ist wirklich sehr, sehr klein. Die Probleme mit der Vampirstromaufnahme sind nicht so wichtig, wie viele glauben. Wenn Sie einen guten Überblick über viele Aspekte dieses Themas wünschen, empfehle ich die Lektüre von "Nachhaltige Energie - ohne heiße Luft" , insbesondere das Kapitel zu diesem Thema

Es ist sehr schwierig, ein Netzteil herzustellen, das im Standby-Modus einige mW und im tatsächlichen Betrieb mehrere Watt effizient bereitstellt. Daher ist es nicht schlecht, dass Nokia den Standby-Verbrauch für ein Ladegerät auf 30 mW senken konnte.

Die einzige Möglichkeit, effizienter zu sein, besteht darin, ein separates Netzteil zu haben, um den Standby-Verbrauch des Hauptnetzteils zu bewältigen. Dies könnte jedoch die Kosten eines kleinen Ladegeräts verdoppeln.

Ein weiterer Punkt, der noch nicht erwähnt wurde, ist, dass Energieumwandlungsvorrichtungen (seien sie elektronisch, mechanisch, chemisch oder was auch immer) durch eine Reihe von Mechanismen Energie verlieren. Einige Mechanismen verschwenden Energie proportional zur umgewandelten Energiemenge, während andere Energie weitgehend unabhängig von der umgewandelten Energie verschwenden. Ein Gerät, das eine Leistung von 0-100 W mit 0,1 W Abfall umwandelt, scheint 99,9% effizient zu sein, wenn es zur Umwandlung von 100 Watt verwendet wird, aber weniger als 1% effizient, wenn es zur Umwandlung von 1 mW verwendet wird. In der Realität verlieren die meisten Geräte Energie durch eine Kombination von Mechanismen, von denen einige proportional zur umgewandelten Energiemenge sind, aber es gibt Designkompromisse. Nehmen wir zum Beispiel an, dass die obige Vorrichtung eine Minute am Tag verwendet wird und man das Design ändern könnte, um den "konstanten" Energieverlust auf 0 zu reduzieren. 05W als Gegenleistung für die Annahme eines 50% igen Verlusts an Umwandlungseffizienz. Das kontinuierliche Sparen von 0,05 W würde den Verlust von 50 W während der Minute des Gebrauchs ausgleichen, aber das Abführen von 50 Watt für eine Minute in einem kleinen Gerät würde dazu führen, dass es sehr heiß wird, was an und für sich Probleme verursachen könnte.

Es gibt verschiedene Probleme. Am offensichtlichsten ist jedoch, dass jedes Verbraucherprodukt über eine Art Standby-Modus verfügt. Vergessen Sie nicht, wenn Ihr PC ausgeschaltet ist, werden leicht ca. 100mA von den + 5V gezogen. Ein ATX-Netzteil verfügt über eine spezielle + 5V-Standby-Leitung, die je nach Spezifikation bis zu 2A liefern kann. Dies ist alles nur eine Schaltung, um zu überwachen, ob der PC eingeschaltet werden muss, das LAN zu aktivieren usw.

Bei einem Ladegerät könnte ich mir vorstellen, dass ein Großteil des Stroms an eine Überwachungsschaltung verschwendet wird, um festzustellen, ob ein Telefon eine Verbindung herstellt. In diesem Fall wird wahrscheinlich eine "größere" Versorgung aktiviert, um das Ganze mit Strom zu versorgen.

Außerdem erreicht ein Schaltnetzteil einen Spitzenwirkungsgrad, der näher an der Maximalbewertung liegt als an der Minimalbewertung. Ein Controller benötigt auch Strom, um zu funktionieren. Es muss einen Oszillator (von dem ein Referenzsignal für die PWM erzeugt wird), eine Rückkopplung usw. haben. Niedrige Arbeitszyklen helfen auch nicht, da nur wenig Energie mit Strom versorgt wird.

30mW ist nicht viel. Wenn Sie davon ausgehen, dass sie eine perfekte Wechselstrom-Gleichstrom-Transformation verwenden würden, werden Sie bei 12 V immer noch nur 2,5 mA verwenden.

Power Integrations hat kürzlich den LinkZero-LP eingeführt - eine Reihe von integrierten Schaltkreisen ohne Verbrauch, mit denen der Wechselstrom-Gleichstrom-Verbrauch beim Trennen des Telefons vom Ladegerät vermieden werden soll - unabhängig davon, ob das Ladegerät an 115 V Wechselstrom oder bis zu 265 V Wechselstrom angeschlossen ist. http://www.powerint.com/de/products/linkzero-family/linkzero-lp