自從加利福尼亞能源委員會 (CEC) 于 2004 年實施第一個強制性標準以來，圍繞外部電源能效和空載功耗立法的全球監管環境在過去十年中得到了快速發展。 美國能源部 (DOE) 出版的一套新要求將于 2016 年生效，當前局面屆時必定將產生變化，因為各個監管機構都會設法進一步減少外部電源適配器的能耗。

毋庸置疑，強制規定將提升外部電源的平均能效，對全球功耗的減少會產生切實的影響。 然而伴隨著降低電網消耗帶來的好處，由于需要努力適應不斷變化的監管環境，電子行業也面臨著一些挑戰和不確定因素。

對于將外部電源設計到其產品中的原始設備制造商 (OEM) 而言，他們必須持續密切關注最新的能效規范，以確保其產品符合所銷售地區的規定。 本文旨在提供全球現行能效規范的最新總結。

歷史簡述

據估計，90 年代初期單是在美國，當時使用的外部電源數量就超過了 10 億個。 這些主要使用線性電路技術的外部電源，能效低至 50%，在應用關閉或甚至未連接電源的情況（稱為“空載”情況）下，依然存在功耗。 據專家計算，如果不采取措施提升能效并降低“空載”功耗，那么 20 年內，外部電源所消耗的能量將占到總能耗的 30% 左右。 1992 年，美國環境保護署啟動了一項自愿性計劃來提升能效并降低污染，這項計劃最終成為了“能源之星”計劃。 然而直到 2004 年，才第一次實施關于能效和空載功耗最低值的強制性規范。 下面的信息圖描述了從加利福尼亞能源委員會 (CEC) 的 2004 規范發展到即將于 2016 年 2 月生效的全新 VI 級標準的過程。

圖 1：CEC 規范標準的演變。

當前的監管環境

圖 1 的時間軸展示了過去十年中監管環境的變化過程。 由于部分國家和地區制定了更為嚴格的要求，并從自愿性計劃過渡到強制性計劃，因此原始設備制造商 (OEM) 必須密切關注最新發展趨勢，以確保符合規范，避免遭受代價高昂的延誤或罰款。 雖然許多國家或地區制定的自愿性計劃經過協調，與最初由“能源之星”建立的國際能效標識協議系統保持一致，但以下國家和地區目前實施的相關強制性規范中規定，所有出入境的外部電源均須符合指定的能效等級：

美國 IV 級 加拿大 IV 級 歐盟 V 級

雖然美國能源部已制定更為嚴格的 VI 級標準，不過該標準要到 2016 年才生效。 目前，V 級將達到甚至超過全球任何監管機構的要求。 電源制造商須按照 2013 年 9 月更新的外部電源國際能效標識協議 3.0 版的規定，在電源標簽上注明羅馬數字 V，以表示符合規范。 該“協議”的最新版本為標識的注明位置提供了更大的靈活性。

圖 2：CUI 標識標簽示例。

盡管歐盟是目前全球唯一一個執行 V 級合規性標準的官方監管機構，但大部分外部電源制造商都已對其產品組合進行了調整，以滿足這些要求。 OEM 需要為其發往全球的產品建立通用的電源平臺，所進行的調整便是對該需求的直接響應。

性能閾值

下表概述了從過去至當前逐步確定的性能閾值。

IEC 在其頒布的 AS/NZS 4665 第 1 部分和第 2 部分中，發布了國際認可的用于確定能效的測試方法。 確定能效等級所采用的方法是，在 4 個定義的點——即在額定輸出功率為 25%、50%、75% 和 100% 時，測量輸入和輸出功率。 然后，分別報告 4 個點的測量數據，以及所有 4 個點的平均有效能效計算值。

現行豁免條款

并非所有外部電源均須符合同樣的規范，美國和歐盟都規定了豁免條款。 美國國會在《2007 年能源獨立和安全法案》(EISA 2007) 的第 301 條規定，部分類型的外部電源可享受豁免條款。 這些設備須符合以下條件：

須為聯邦食品藥品監督管理局列入并認定為符合《聯邦食品、藥品和化妝品法案》(21 U.S.C. 360c) 第 513 條的醫療器械。

為可拆卸電池組的充電器供電，或者為完全或主要由電機驅動的產品的電池充電。

制造商為 2008 年 7 月 1 日之前生產的終端產品提供的維修零件或備件，且外部電源為主要負載。 用于此用途的電源的制造時間可在 2008 年 7 月 1 日之后。

歐盟也制定了類似于美國的豁免條款。 醫療器械、電池充電器和維修產品的外部電源可豁免。 此外，低壓 EPS 設備也可豁免。 低壓外部電源是指，設備所帶銘牌上的輸出電壓低于 6 V，輸出電流大于或等于 550 mA 的外部電源。

過渡到 VI 級

包括 CUI 在內的電源制造商已做好準備向更嚴格的 VI 級標準過渡。 這一全新標準與現有適配器嚴格的規范一起，擴大了需要符合該標準的產品范圍。 受監管的產品現在包括：

多電壓外部電源

功率大于 250 W 的產品

下表匯總了新的性能閾值：

定義

單電壓外部 AC-DC 電源，是指將 AC 線路電壓轉換成 DC 低壓輸出，且一次只能轉換至一個 DC 輸出電壓的外部電源。

單電壓外部 AC-AC 電源，是指將 AC 線路電壓轉換成 AC 低壓輸出，且一次只能轉換至一個 AC 輸出電壓的外部電源。

多電壓外部電源，是指將 AC 輸入線路電壓轉換成多個同步低壓輸出的外部電源。

低電壓外部電源，是指銘牌輸出電壓低于 6 V，銘牌輸出電流大于或等于 550 mA 的外部電源。 基壓外部電源，是指非低壓電源的外部電源。

直接與非直接操作 EPSS

新標準還將電源定義為直接操作和非直接操作產品。 直接操作產品，是指無需電池輔助即可在其終端產品中直接工作的外部電源 (EPS)。 非直接操作外部電源 (EPS) 不是電池充電器，但需要在電池輔助下才可在終端產品中工作。 新標準僅適用于直接操作外部電源。非直接操作產品仍受到 EISA2007 中限制要求的約束。 美國能源部 (DOE) 提供的以下說明信息（圖 3）可幫助區分直接操作電源與非直接操作電源：

圖 3：確定直接與非直接外部電源的步驟。

VI 級豁免條款

新的 VI 級要求還定義了 EPS 產品豁免條款。 如滿足以下條件，直接操作 EPS 標準則不適用：

須為聯邦食品藥品監督管理局依據《美國法典》第 21 篇第 360c 條列入并認定為醫療器械的設備；或者

直接操作 AC-DC 外部電源的銘牌輸出電壓低于 3 V，銘牌輸出電流大于或等于 1,000 mA，且為完全或主要由電機驅動的產品的電池充電。

展望未來

新要求的實施日期定在 2016 年 2 月 10 日，即新規定在《聯邦公報》上發表的 2 年后。 需要注意的是，新產品自制造或進口到美國之日起將會被監督新標準執行情況，但在 2016 年 2 月 10 日前美國制造或進口到美國的舊款產品仍可發貨。 標簽要求必須符合與現行 V 級標準相同的《外部電源國際能效標識協議 3.0 版》中的規定。

總體來看，預計其他國家將在不久后紛紛仿效此標準。 目前，歐盟現行的關于外部電源強制性《歐洲環保設計指令》正在修訂討論階段，預計將與美國的大部分（如果不是所有）相關標準保持一致。 可以預計的是，現行能效規范與美國相關規范一致的國家或地區，包括加拿大和澳大利亞，也將與新標準保持一致。

總結

據美國環境保護署 (EPA) 估計，過去十年實施的外部電源能效規范幫助減少了 320 億千瓦能耗，每年節省資金達 25 億美元，每年減少的 CO2 排放量超過 2400 萬噸。 現在許多 OEM 不僅僅是達到政府的強制性規范，他們還開始追求使用“更綠色節能”的電源，旨在實現終端產品的差異化，促進能效的持續提升，甚至推動控制技術的實現，在某些情況下，可徹底消除空載功耗。 2014 年下半年，CUI Inc 開始推出符合 VI 級規范的適配器，讓客戶提前體驗了符合新規范的產品。 CUI 致力于不斷向前發展，努力尋找方法將最新的節能技術應用于外部電源，以滿足市場需求以及所有現在和未來的規范。 推出了各種符合 V 級和 VI 級規范的電源，并提供多種符合 VI 級規范的設備。