¿Por qué es tan problemático tener un consumo de energía en espera cercano a cero?

Cada dispositivo electrónico consume energía eléctrica cuando está "inactivo" a menos que tenga un interruptor mecánico. Puedo entender que, por ejemplo, un televisor con control remoto debe "estar listo" para recibir un comando del control remoto. Pero incluso un cargador de teléfono celular consume energía cuando está conectado a la toma de corriente y no está conectado al teléfono.

Por ejemplo, Nokia afirma que uno de sus nuevos cargadores consume menos de 30 milivatios cuando no está conectado al teléfono y dicen que es muy bueno. No entiendo: el cargador es un dispositivo muy simple, ¿qué hace con esos 30 milivatios?

¿Por qué este consumo en espera no puede disminuir cuando ya tenemos microprocesadores con miles de millones de transistores que se ajustan a una uña del tamaño de una placa? ¿Cuál es el problema fundamental aquí?

El cargador de teléfono móvil es un circuito de conversión de energía que cambia el voltaje de su línea de alimentación (110 o 220V) en algo útil para su teléfono móvil (probablemente 5V). Para hacer esto, debe tener un circuito electrónico en el interior que deba ser alimentado y que funcione incluso si no hay un teléfono cerca para que pueda detectar uno cuando lo conecte.

El cargador podría ser simplemente un dispositivo mecánico como la toma de corriente en sí, pero luego requeriría que todo el circuito de carga esté dentro de su teléfono. Desafortunadamente, es bastante grande y relativamente pesado, por lo que sería inconveniente llevarlo todo el tiempo.

Con respecto a la cifra real de 30 mW: si en lugar de mW considera las corrientes involucradas, llega a alrededor de 300 μA (30 mW a 100 V). Esto también significa una resistencia de . Es bastante difícil trabajar usando resistencias más altas y corrientes más bajas que esto sin dejar de sentir el momento en que alguien conecta la carga real.$330\,\mathrm{k\Omega}$

OTOH 30mW es muy, muy pequeño. Los problemas de extracción de vampiros actuales no son tan importantes como muchos creen. Si desea una buena revisión de muchos aspectos de esto, le sugiero que lea "Energía sostenible - sin aire caliente" , especialmente el capítulo sobre este tema

Es muy difícil hacer una fuente de alimentación que pueda proporcionar eficientemente un par de mW para el modo de espera, así como varios vatios para el uso real, por lo que no es tan malo que Nokia haya logrado reducir el consumo en espera a 30 mW para un cargador.

La única forma de ser más eficiente sería tener una fuente de alimentación separada solo para manejar el consumo en espera de la fuente de alimentación principal, pero eso podría duplicar el costo de un cargador pequeño, por lo que es poco probable que se haga.

Otro punto aún no mencionado es que los dispositivos de conversión de energía (ya sean electrónicos, mecánicos, químicos o lo que sea) pierden energía a través de varios mecanismos. Algunos mecanismos desperdician energía proporcionalmente a la cantidad de energía que se convierte, mientras que otros desperdician energía en gran medida independiente de la energía que se convierte. Un dispositivo que podría convertir 0-100W de potencia con 0.1W de desperdicio parecería ser 99.9% eficiente cuando se usa para convertir 100 vatios, pero menos de 1% eficiente cuando se usa para convertir 1mW. En realidad, la mayoría de los dispositivos pierden energía a través de una combinación de mecanismos, algunos de los cuales son proporcionales a la cantidad de energía convertida, pero existen compensaciones de diseño. Por ejemplo, suponga que el dispositivo anterior se usa durante un minuto al día, y se podría cambiar el diseño para reducir la pérdida de energía "constante" a 0. 05W a cambio de aceptar una pérdida del 50% en la eficiencia de conversión. Ahorrar 0.05W de forma continua compensaría la pérdida de 50W durante el minuto de uso, pero la disipación de 50 vatios por minuto en un dispositivo pequeño podría hacer que se caliente mucho, lo que podría causar problemas en sí mismo.

Hay varios problemas Pero la más obvia es que cada producto de consumo tiene algún tipo de modo de espera. No olvide que cuando su PC está apagada, extraerá fácilmente unos 100 mA de los + 5V. Una fuente de alimentación ATX tiene una línea especial de espera de + 5V, que puede entregar hasta 2A de acuerdo con la especificación. Todo esto es solo un circuito para monitorear si la PC necesita estar encendida, activar LAN, etc.

Para un cargador, podría imaginar que la mayor parte de la energía se desperdicia en algún circuito de monitoreo para ver si se conecta un teléfono. Si es así, probablemente activará un suministro 'más grande' para potenciar todo.

Además, una fuente de alimentación conmutada obtiene una eficiencia máxima más cercana a su clasificación máxima que a su clasificación mínima. Un controlador necesita corriente para funcionar también. Necesita tener un oscilador (generar una señal de referencia para PWM), retroalimentación, etc. Los ciclos de trabajo bajos tampoco ayudan, porque se alimenta poca energía.

30mW no es mucho. Si asume que usarían una transformación de CA a CC perfecta, seguirá usando solo 2.5 mA a 12V.

Power Integrations ha presentado recientemente el LinkZero-LP, una gama de circuitos integrados de consumo cero específicamente para eliminar el consumo de CA-CC cuando el teléfono está desconectado del cargador, ya sea que el cargador esté conectado a 115Vac o hasta 265Vac. http://www.powerint.com/en/products/linkzero-family/linkzero-lp