Por que é tão problemático ter quase zero consumo de energia em espera?

Cada dispositivo eletrônico consome energia elétrica quando está "inativo", a menos que tenha um interruptor mecânico. Entendo que, por exemplo, uma TV com controle remoto precisa estar "pronta" para receber um comando do controle remoto. Mas mesmo um carregador de telefone celular consome energia quando está conectado à tomada e não conectado ao telefone.

Por exemplo, a Nokia alega que um de seus novos carregadores consome menos de 30 miliwatts quando não está conectado ao telefone e eles dizem que é muito legal. Eu não entendo - o carregador é um dispositivo muito simples, o que ele faz com esses 30 miliwatts?

Por que esse consumo em modo de espera não me diminuiu quando já temos microprocessadores com zilhões de transistores encaixados em uma unha do tamanho de uma placa? Qual é o problema fundamental aqui?

O carregador do telefone móvel é um circuito de conversão de energia que altera a tensão da linha de energia (110 ou 220V) em algo útil para o seu telefone celular (provavelmente 5V). Para fazer isso, ele precisa ter alguma circuitos eletrônicos internos que precisam ser alimentados e devem funcionar mesmo que não haja telefone por perto, para que ele possa detectar um quando você o conectar.

O carregador pode ser apenas um dispositivo mecânico, como a própria tomada, mas exigiria toda a circuidade de carregamento dentro do telefone. Infelizmente, é bastante grande e relativamente pesado, por isso seria inconveniente carregá-lo o tempo todo.

Em relação ao valor real de 30mW: se, em vez de mW, você considerar as correntes envolvidas, chegará a cerca de 300μA (30mW a 100V). Isso também significa uma resistência de . É bastante difícil trabalhar usando resistências maiores que e correntes mais baixas que isso, enquanto ainda é preciso sentir o momento em que alguém conecta a carga real.$330\,\mathrm{k\Omega}$

OTOH 30mW é muito, muito pequeno. Os problemas de atração dos vampiros não são tão importantes quanto muitos acreditam. Se você deseja uma boa revisão de muitos aspectos disso, sugiro a leitura "Energia sustentável - sem o ar quente" , especialmente o capítulo sobre este tópico

É muito difícil criar uma fonte de alimentação que possa fornecer com eficiência alguns mW para o modo de espera e vários Watts para uso real; portanto, não é tão ruim que a Nokia tenha conseguido reduzir o consumo em modo de espera para 30 mW para um carregador.

A única maneira de ser mais eficiente seria ter um PSU separado apenas para lidar com o consumo em espera do PSU principal, mas isso poderia dobrar o custo de um pequeno carregador, por isso é improvável que isso seja feito.

Outro ponto ainda não mencionado é que os dispositivos de conversão de energia (sejam eletrônicos, mecânicos, químicos ou o que seja) perdem energia através de vários mecanismos. Alguns mecanismos desperdiçam energia proporcional à quantidade de energia que está sendo convertida, enquanto outros desperdiçam energia em grande parte independente da energia que está sendo convertida. Um dispositivo que possa converter 0-100W de energia com 0,1W de resíduos pareceria ser 99,9% eficiente quando usado para converter 100 watts, mas menos de 1% eficiente quando usado para converter 1mW. Na realidade, a maioria dos dispositivos perde energia através de uma combinação de mecanismos, alguns dos quais são proporcionais à quantidade de energia convertida, mas existem desvantagens no design. Por exemplo, suponha que o dispositivo acima seja usado por um minuto por dia, e é possível alterar o design para reduzir a perda de energia "constante" para 0. 05W em troca de aceitar uma perda de 50% na eficiência de conversão. Economizar 0,05 W continuamente compensaria a perda de 50 W durante o minuto de uso, mas a dissipação de 50 watts por um minuto em um dispositivo pequeno faria com que ficasse muito quente, o que poderia causar problemas por si só.

Existem vários problemas. Mas o mais óbvio é que todo produto de consumo tem algum tipo de modo de espera. Não se esqueça, quando o seu PC está desligado, ele consome facilmente cerca de 100mA dos + 5V. Uma fonte de alimentação ATX possui uma linha especial em espera de + 5V, que pode fornecer até 2A de acordo com a especificação. Tudo isso é apenas um circuito para monitorar se o PC precisa ser ligado, ativar a LAN, etc.

Para um carregador, eu poderia imaginar que a maior parte da energia é desperdiçada em algum circuito de monitoramento para ver se um telefone é conectado. Nesse caso, provavelmente ativará um suprimento 'maior' para alimentar a coisa toda.

Além disso, uma fonte de alimentação comutada obtém um pico de eficiência mais próximo da sua classificação máxima do que da sua classificação mínima. Um controlador precisa de corrente para operar também. Ele precisa ter um oscilador (gerar um sinal de referência para o PWM), feedback, etc. Ciclos de serviço baixos também não ajudam, porque pouca energia é alimentada.

30mW não é muito. Se você presumir que eles usariam uma transformação CA / CC perfeita, você ainda usará apenas 2,5mA a 12V.

A Power Integrations introduziu recentemente o LinkZero-LP - uma gama de circuitos integrados de consumo zero especificamente para eliminar o consumo CA-CC quando o telefone é desconectado do carregador - se o carregador está conectado a 115Vac ou até 265Vac. http://www.powerint.com/en/products/linkzero-family/linkzero-lp