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Forschungsstelle
BFE
Projektnummer
SI/501588
Projekttitel
Beste verfügbare Technologie von Netzteilen bezüglich Wirkungsgrad

Texte zu diesem Projekt

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Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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Schlussbericht
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Englisch)
power supply,  efficiency, partial load, new technology
Kurzbeschreibung
(Deutsch)
Diese Studie befasst sich in erster Linie um den Wirkungsgrad von Schaltnetzteilen im Teillastbereich. Einschlägige Normen schreiben Werte im Teillastbereich vor, welche möglicherweise mit heutiger Konverter-Technologie übertroffen werden können. Die Untersuchung hat zum Ziel ein potentielles Energiesparpotential nachzuweisen und entsprechende Empfehlungen für interessierte Regulierungsbehörden zu generieren.
Kurzbeschreibung
(Englisch)
This investigation is primarily concerned with the efficiency of power supplies at partial load. Relevant standards require efficiency values which are possibly lower than what is achievable with state of the art converter technology. The investigation is aimed at demonstrating a possible energy saving potential and generating appropriate recommendations for interested regulation bodies.
Schlussbericht
(Deutsch)

Gegenstand dieser Untersuchung ist das Potential zur Effizienzsteigerung und Reduktion der Standby-Verluste externer Schaltnetzteile mittels der besten heute verfügbaren Technologie. Diese optimale Technologie wurden aus Sicht der Schaltungstopologien, als auch aus Sicht der Halbleiterkomponenten analysiert. Der Fokus lag dabei auf den neuen Wide Band Gap Werkstoffen. Hier verspicht vor allem Galliumnitrid gute Resultate. Im Gegensatz dazu bringt Siliziumkarbid für die betrachteten Anwendungen kaum Vorteile.

Die gesetzlichen Bestimmungen in Europa und den Vereinigten Staaten bezüglich Wirkungsgrad und Standby-Verlusten wurden untersucht und dienen als hauptsächliche Referenz. Die technischen Möglichkeiten wurden vorwiegend analytisch evaluiert und zum Teil durch Messungen ergänzt. Eine Auswahl bestehender Geräte wurde getestet und einem Vergleich mit den normativen Anforderungen unterzogen.

Die Resultate zeigen, dass vor allem bei Geräten sehr kleiner Leistung, d.h. unter ca. 10 W mit den gegenwärtig besten verfügbaren Technologien ein realistisches Potential vorhanden ist, um die bestehenden Normen zu straffen. Möglichkeiten wurden vor allem auch beim Standby-Verbrauch festgestellt. Im höheren Leistungsbereich besteht ebenfalls die Möglichkeit einer Steigerung der Performance, die es erlauben würde, der zurzeit noch als Empfehlung geltende Code of Conduct, Version 5, Tier 2 zur zwingenden Norm zu erklären. Dieser Schritt war ursprünglich bereits auf Juli 2018 vorgesehen, wurde aber bis dato nicht umgesetzt.

Eine weitere Verschärfung der Anforderungen scheint möglich, bedeutet aber den Einsatz von Technologien, für welche die Industrietauglichkeit noch abschliessend zu bewiesen ist.

Schlussbericht
(Englisch)

The goal of this investigation was to evaluate the potential of the best available technology with regard to improving the efficiency and standby losses of external power. The prospects with respect to the optimal circuit topology, as well as, the most favorable semiconductor materials were evaluated. In the latter case, the focus was placed on the new wide band gap materials. Particularly, gallium nitride yields promising results, while silicon carbide offers hardly any advantage for the applications considered.

The current legislation in Europe and the United States regulating efficiency and standby losses was analyzed and served as references. The technical feasibilities were primarily evaluated analytically and complemented with some measurements. A limited number of existing products were tested against the current limits.

Particularly at low power, i.e., below approximately 10 W, the results indicate, that the currently best available technology provides a realistic potential to tighten the current legislation. This applies in particular to the standby losses. An improved performance is also possible at higher power levels, which would allow declaring the Code of Conduct, Version 5, Tier 2 as law. Currently, these limits are published as a voluntary guideline. Legislation to this effect was originally scheduled for July 2018, however, it has not been implemented as of the writing if this report.

Restricting the rules even further appears possible, but it requires the implementation of technologies, for which the suitability for series production must be validated first.

Zugehörige Dokumente