环保风潮下的绿色电源发展趋势

　　要开源节流，除随手关灯、关电外，降低产品的耗电量也必不可少。无论是对个人还是企业用户，PC产品都是很重要的能耗源。多数人以为，采用低功耗CPU、存贮器、芯片就可以替计算机系统省电，但其实真正耗电的是“电源”!

　　如今电子产品技术日新月异，己实现45纳米加工工艺，甚至朝向32纳米迈进，让IT产业的主要耗电组件中央处理器（CPU）的功耗（Power Consumption）持续降低，要求电源的输出功率与瓦数也随之降低。但是瓦数降低的同时需要提高转换效率，这加大了电源开发的技术难度。转换效率越佳，对电力的消耗就会相对减少，因此电源转换效率的提高对于节能会有相当大的帮助。

　　身为能源运用的重要一环，电源产业无法置身于全球环保风潮之外，全球个人计算机（PC）所使用的电源的转换效率（Efficiency）只要提高1%,1年就可望省下约10余座电厂所发的电，对环保与资源的贡献将非同小可。因此近年来，电源产业也朝着节能减碳的方向发展，以符合市场需求。

　　开关电源（Switch Power Supply）以半导体开关为基础，把输入的交流电转换成直流电，再输出给主机设备。如果无损耗，需要60瓦电力的笔记本计算机，电源的输出和输入都应当只要60瓦，但实际上却需要100瓦输入。因为过去PC用电源的转换效率只有60~70%,原本100瓦的交流电输入，转换得到的直流电只剩下60~70瓦，剩余30~40瓦全被转成热能散失在空气中。

　　电能损失产生的原因，与电源内部的电容、电感、二极管品质不良、布线不佳、线圈匝数不足以及电容容值太小…等因素有关。随着PC功耗愈来愈高，电源功率也需要越来越高，市面上不少电源的功率已经接近1,000瓦。因此，由转换效率不高造成的能源浪费更为严重。一般人很难分辨出电源的质量优劣，因此第三方认证机构就显得格外重要，其中在PC类最令人关注的就是‘80 PLUS’新标准，它已成为电源产业衡量产品效能的重要标准。

　　'80 PLUS‘为美国Ecos Consulting组织所订，其目的在促使节能科技的发展能够更向前推进这一标准要求电源在20%（light）、50%（typical）、100%（full）3种不同负载下，其转换效率都必须达到80%以上。同时功率因子校正必须大于0.9,才能获得'80 Plus’认可。

　　在各家厂商的努力下，电源产品的效能持续提高，而80PLUS标准的出现，使电子厂商不得不努力确保电源产品的设计质量达到特定标准。而目前许多服务器业者，更是标榜其搭载的电源，已达到90%以上水平的转换效率，让无形损耗的电力变得更少，不但为地球显着减少能源浪费，更替消费者省下一笔可观的电费开销。

　　在电源上设计上使用PFC功率因子校正（Power Factor Correction）电路，也可以减少虚功的损失。

　　所谓功率因子，指的是用有效功率除以总耗电量的比值，功率因子值愈大，其电力利用率愈高。功率因子校正器的运作原理，是控制调整交流电电流输入的时间与波型，使其与直流电电压波型尽可能一致，让功率因子趋近于1.

　　功率因子越低，代表电力效能越低，即越多电力会无形地消失、耗损掉。一般电子设备没有功率因子校正时，其功率因子只有约0.5;而有PFC功率因子校正功能的电子设备，可以增加电力系统容量、稳定电流，减少电力浪费。

　　PFC功率因子校正线路可分为主动式（Active）、被动式（Passive）2种。被动式PFC,由电感、电容等组合电路来降低谐波电流，输入电流为低频的50Hz到60Hz,需要大量的电感与电容，其功率因子校正仅达75%~80%.主动式PFC,使用控制线路及功率型开关组件，通过调整输入电流波型使其与输出电压波形尽可能相似，功率因子校正值近乎100%.

　　整体来说，采用主动式PFC的电源的重量，比用笨重组件的被动式PFC产品轻巧许多，符合消费性电子产品轻薄设计趋势；且主动式PFC提高功率因子值可达95%以上，被动式PFC约只能改善至75%.采用主动式PFC比被动式PFC能节约更多的能源。

　　目前英特尔（Intel）发起拯救气候行动计划，以促进电源使用效益及降低耗电量为目标，以节能与减少温室气体排放量为主要目的，从2007年就积极展开行动。能源之星（Energy Star）4.0已将80 Plus列入标准。

　　80%转换效率只是目前对电源效能的基本要求，以更长远的眼光来看，在未来克服技术与相关零组件等难题后，电源转换效率势必要达到高于80%的水平。预期未来个人计算机或服务器的电源转换效率将需达90%以上，但这个境界并非一蹴而就，而是逐年循序渐进地增长，由80 PLUS逐步往上延伸，历经80 PLUS BRONZE（铜牌）、80 PLUS SILVER（银牌）、80 PLUS GOLD（金牌）等标准（如附表），至90 PLUS标准。