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DOE外置电源（EPS）能效新要求
2014-03-06 15:13:01 栏目：能源能效
核心导读
文章脉络/关键词：
DOE外置电源能效标准、EPS能效法规、美国能源部能效认证、外置电源效率要求、AC-DC电源能效测试
内容摘要：
美国能源部（DOE）于2014年2月发布外置电源（EPS）能效新规最终法案，扩大产品覆盖范围至多电压输出及250W以上大功率电源，设定主动模式效率与空载功耗双重标准，预计两年后正式生效，对电源制造商出口美国市场产生重大影响。
AI 深度解读
美国能源部此次修订外置电源能效法规，标志着全球能效监管进入精细化阶段。该法案不仅延续了2007年Class A标准的基础框架，更将监管触角延伸至多电压输出、大功率应用场景等此前未覆盖的领域，反映出监管机构对消费电子全链条能耗管控的强化趋势。从行业影响来看，新规对主动模式平均效率采用对数函数分级计算，对低电压电源（<6V）设置更严苛的系数门槛，这将直接推动电源厂商优化拓扑架构与磁性元件设计，加速GaN、SiC等第三代半导体技术的应用渗透。对于中国企业而言，需重点关注两点：一是产品范围扩大带来的合规成本上升，二是2016年生效节点前的库存消化与产线改造周期。建议出口企业提前启动DOE注册程序，建立从设计仿真到量产测试的全流程能效管控体系，同时跟踪加州CEC、欧盟ErP等法规动态，构建全球合规矩阵。
新颁布的EPS能效要求新版名称为直接使用型外置电源能效标准（Direct Operation External Power Supply Efficiency Standards）。该法案将在其被记入联邦记事两年后正式生效。
在我们了解新的EPS能效要求前，先熟悉几个名词定义：
单电压AC-DC外置电源：将线电压AC转为低电压DC输出的，并且一次只能转换一个DC输出的外置电源。
单电压AC-AC外置电源：将线电压AC转为低电压AC输出的，并且一次只能转换一个AC输出的外置电源。
多电压外置电源：将线电压AC同时转换为2个甚至多个低电压输出的外置电源。
低电压外置电源：标称输出电压低于6V，输出电流大于等于550mA的外置电源。
基本电压外置电源：非低电压外置电源。
直接使用型外置电源：不通过电池的帮助，能直接使用于消费品的外置电源，非电池充电器。
如下表格为直接使用型外置电源能效标准要求：
表1
| Single-Voltage External AC-DC Power Supply, Basic-Voltage | ||
| Nameplate Output Power (Pout) | Minimum Average Efficiency in Active Mode (expressed as a decimal) |
Maximum Power in No-Load Mode [W] |
Pout  1 W |
 0.5 × Pout + 0.16 |
0.100 |
| 1 W < Pout 49 W |
0.071 × ln(Pout) - 0.0014 × Pout + 0.67 |
0.100 |
| 49 W < Pout 250 W |
0.880 |
0.210 |
| Pout > 250 W | 0.875 |
0.500 |
表2
| Single-Voltage External AC-DC Power Supply, Low-Voltage | ||
| Nameplate Output Power (Pout) | Minimum Average Efficiency in Active Mode (expressed as a decimal) |
Maximum Power in No-Load Mode [W] |
| Pout 1 W |
0.517 × Pout + 0.087 |
0.100 |
| 1 W < Pout 49 W |
0.0834 × ln(Pout) - 0.0014 × Pout + 0.609 |
0.100 |
| 49 W < Pout 250 W |
0.870 |
0.210 |
| Pout > 250 W | 0.875 |
0.500 |
表3
| Single-Voltage External AC-AC Power Supply, Basic-Voltage | ||
| Nameplate Output Power (Pout) | Minimum Average Efficiency in Active Mode (expressed as a decimal) |
Maximum Power in No-Load Mode [W] |
| Pout 1 W |
0.5 × Pout + 0.16 |
0.210 |
| 1 W < Pout 49 W |
0.071 × ln(Pout) - 0.0014 × Pout + 0.67 |
0.210 |
| 49 W < Pout 250 W |
0.880 |
0.210 |
| Pout > 250 W | 0.875 |
0.500 |
表4
| Single-Voltage External AC-AC Power Supply, Low-Voltage | ||
| Nameplate Output Power (Pout) | Minimum Average Efficiency in Active Mode (expressed as a decimal) |
Maximum Power in No-Load Mode [W] |
| Pout 1 W |
0.517 × Pout + 0.087 |
0.210 |
| 1 W < Pout 49 W |
0.0834 × ln(Pout) - 0.0014 × Pout + 0.609 |
0.210 |
| 49 W < Pout 250 W |
0.870 |
0.210 |
| Pout > 250 W | 0.875 |
0.500 |
表5
| Multiple-Voltage External Power Supply | ||
| Nameplate Output Power (Pout) | Minimum Average Efficiency in Active Mode (expressed as a decimal) |
Maximum Power in No-Load Mode [W] |
| Pout 1 W |
0.497 × Pout + 0.067 |
0.300 |
| 1 W < Pout 49 W |
0.075 × ln(Pout) + 0.561 |
0.300 |
| Pout > 49 W | 0.860 |
0.300 |
以下两种情况的外置电源不需要满足新版外置电源能效要求;
1 .用于在联邦食品药品管理局listing的医疗设备的外置电源
2 .标称输出电压小于3V，电流大于等于1000mA的AC-DC外置电源，或是主要用于马达设备的电池充电器等。
此次颁布的美国EPS能效要求其对应的能效标识为“VI”级，它的强制执行日期是在该法令纳入联邦记事之后两年即2016年，而之前的美国EPS能效要求Class A External Power Supply Efficiency Standards, 其对应的能效标识为“IV”级,目前仍然保留，在美国仍然有效，因此现阶段客户生产的EPS并没有强制要求满足新版能效要求，但是能提前符合新版能效要求最好，所以客户可以提前做好准备。
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常见问题
Q: DOE外置电源新规适用于哪些产品类型？
A: 新规适用于所有直接使用型外置电源，包括单电压AC-DC、单电压AC-AC、多电压输出类型，以及输出功率大于250W的外置电源，同时涵盖2007年颁布的Class A外置电源范围。
Q: 外置电源能效标准中的主动模式效率如何计算？
A: 主动模式效率根据输出功率分段计算：1W及以下采用线性公式，1W至49W采用对数函数公式，49W至250W固定为0.880（基本电压）或0.870（低电压），250W以上统一为0.875，具体系数因基本电压和低电压类型而异。
Q: 企业应如何应对DOE新规的合规要求？
A: 企业应在法案生效前（记入联邦记事两年后）完成产品测试与DOE注册，重点优化电源拓扑设计以满足分级效率要求，控制空载功耗，同时建立从研发到量产的全流程能效管控体系，确保出口美国市场的产品符合法规要求。
