Warum ist es so problematisch, einen Standby-Stromverbrauch nahe Null zu haben?

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Jedes elektronische Gerät verbraucht Strom, wenn es sich im Leerlauf befindet, es sei denn, es verfügt über einen mechanischen Schalter. Ich kann verstehen, dass zum Beispiel ein Fernseher mit einer Fernbedienung "bereit" sein muss, um einen Befehl von der Fernbedienung zu erhalten. Aber auch ein Handy-Ladegerät verbraucht Strom, wenn es an die Steckdose und nicht an das Telefon angeschlossen ist.

Zum Beispiel behauptet Nokia, dass eines seiner neuen Ladegeräte weniger als 30 Milliwatt verbraucht, wenn es nicht an das Telefon angeschlossen ist, und sie sagen, dass es sehr cool ist. Ich verstehe nicht - das Ladegerät ist ein sehr einfaches Gerät, was macht es mit diesen 30 Milliwatt?

Warum kann ich diesen Standby-Verbrauch nicht senken, wenn wir bereits Mikroprozessoren mit Millionen von Transistoren haben, die auf eine Platte mit Fingernägeln passen? Was ist das grundsätzliche Problem hier?

scharfer Zahn
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Die kurze Antwort lautet: Die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom ist schwierig und effizient durchzuführen.
Kellenjb
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@Kellenjb: Okay, aber wenn kein Telefon angeschlossen ist, macht das Ladegerät nichts Sinn und verbraucht trotzdem Strom.
Scharfzahn
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Wieso kümmert es dich? Sie müssten 1.000 solcher Ladegeräte 1.000 Stunden lang betreiben, um eine Rechnung von 1 kW zu erstellen, was in den meisten Ländern weniger als 10 Cent kosten würde.
Kevin Vermeer
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Scharfzahn: Das Ladegerät tut etwas: Warten. Man könnte auch sagen, dass Wachen nichts tun, da sie nur auf ihren Posten stehen.
JPC
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Auch für Nitpick bedeutet nichts, das an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist, selbst wenn es einen mechanischen Schalter enthält, einen Stromverbrauch von null - Ein Teil der Energie wird von der Antenne abgestrahlt, die durch die Verkabelung gebildet wird, und es gibt andere Verluste bei der kapazitiven Belastung. Was ich damit sagen will, ist, dass 30mW nahe am Null-Standby-Stromverbrauch liegen.
Kevin Vermeer

Antworten:

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Das Ladegerät für Mobiltelefone ist eine Stromumwandlungsschaltung, die Ihre Netzspannung (110 oder 220 V) in eine für Ihr Mobiltelefon nützliche Spannung (wahrscheinlich 5 V) umwandelt. Dazu muss eine elektronische Schaltung vorhanden sein, die mit Strom versorgt werden muss, und sie muss auch dann funktionieren, wenn kein Telefon in der Nähe ist, damit sie beim Anschließen ein Telefon erkennen kann.

Das Ladegerät kann lediglich ein mechanisches Gerät sein, wie die Steckdose selbst. In diesem Fall muss sich der gesamte Ladestrom in Ihrem Telefon befinden. Leider ist es ziemlich groß und relativ schwer, so dass es unpraktisch wäre, es die ganze Zeit herumzutragen.

330kΩ

OTOH 30mW ist wirklich sehr, sehr klein. Die Probleme mit der Vampirstromaufnahme sind nicht so wichtig, wie viele glauben. Wenn Sie einen guten Überblick über viele Aspekte dieses Themas wünschen, empfehle ich die Lektüre von "Nachhaltige Energie - ohne heiße Luft" , insbesondere das Kapitel zu diesem Thema

jpc
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Oder grob umschreiben; Das Ohmsche Gesetz ist es egal, ob die Elektronen nützliche Arbeit leisten oder nicht, sie lecken / entleeren / fließen weiter, wenn ein Stromkreis zwischen einem Spannungspotential besteht.
Mctylr
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Sehr interessante Ressource, die Sie zur Verfügung gestellt haben. Ich würde jedoch argumentieren, dass das Problem des Standby-Stroms nicht bei Geräten liegt, die 1 W verbrauchen, sondern bei Geräten, die 20 ... 50 W im Standby-Modus verbrauchen (was, so unglaublich es auch klingen mag, dort vorkommt sind viele Geräte, die dies tun)
Payala
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Es ist sehr schwierig, ein Netzteil herzustellen, das im Standby-Modus einige mW und im tatsächlichen Betrieb mehrere Watt effizient bereitstellt. Daher ist es nicht schlecht, dass Nokia den Standby-Verbrauch für ein Ladegerät auf 30 mW senken konnte.

Die einzige Möglichkeit, effizienter zu sein, besteht darin, ein separates Netzteil zu haben, um den Standby-Verbrauch des Hauptnetzteils zu bewältigen. Dies könnte jedoch die Kosten eines kleinen Ladegeräts verdoppeln.

dren.dk
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Ein weiterer Punkt, der noch nicht erwähnt wurde, ist, dass Energieumwandlungsvorrichtungen (seien sie elektronisch, mechanisch, chemisch oder was auch immer) durch eine Reihe von Mechanismen Energie verlieren. Einige Mechanismen verschwenden Energie proportional zur umgewandelten Energiemenge, während andere Energie weitgehend unabhängig von der umgewandelten Energie verschwenden. Ein Gerät, das eine Leistung von 0-100 W mit 0,1 W Abfall umwandelt, scheint 99,9% effizient zu sein, wenn es zur Umwandlung von 100 Watt verwendet wird, aber weniger als 1% effizient, wenn es zur Umwandlung von 1 mW verwendet wird. In der Realität verlieren die meisten Geräte Energie durch eine Kombination von Mechanismen, von denen einige proportional zur umgewandelten Energiemenge sind, aber es gibt Designkompromisse. Nehmen wir zum Beispiel an, dass die obige Vorrichtung eine Minute am Tag verwendet wird und man das Design ändern könnte, um den "konstanten" Energieverlust auf 0 zu reduzieren. 05W als Gegenleistung für die Annahme eines 50% igen Verlusts an Umwandlungseffizienz. Das kontinuierliche Sparen von 0,05 W würde den Verlust von 50 W während der Minute des Gebrauchs ausgleichen, aber das Abführen von 50 Watt für eine Minute in einem kleinen Gerät würde dazu führen, dass es sehr heiß wird, was an und für sich Probleme verursachen könnte.

Superkatze
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Es gibt verschiedene Probleme. Am offensichtlichsten ist jedoch, dass jedes Verbraucherprodukt über eine Art Standby-Modus verfügt. Vergessen Sie nicht, wenn Ihr PC ausgeschaltet ist, werden leicht ca. 100mA von den + 5V gezogen. Ein ATX-Netzteil verfügt über eine spezielle + 5V-Standby-Leitung, die je nach Spezifikation bis zu 2A liefern kann. Dies ist alles nur eine Schaltung, um zu überwachen, ob der PC eingeschaltet werden muss, das LAN zu aktivieren usw.

Bei einem Ladegerät könnte ich mir vorstellen, dass ein Großteil des Stroms an eine Überwachungsschaltung verschwendet wird, um festzustellen, ob ein Telefon eine Verbindung herstellt. In diesem Fall wird wahrscheinlich eine "größere" Versorgung aktiviert, um das Ganze mit Strom zu versorgen.

Außerdem erreicht ein Schaltnetzteil einen Spitzenwirkungsgrad, der näher an der Maximalbewertung liegt als an der Minimalbewertung. Ein Controller benötigt auch Strom, um zu funktionieren. Es muss einen Oszillator (von dem ein Referenzsignal für die PWM erzeugt wird), eine Rückkopplung usw. haben. Niedrige Arbeitszyklen helfen auch nicht, da nur wenig Energie mit Strom versorgt wird.

30mW ist nicht viel. Wenn Sie davon ausgehen, dass sie eine perfekte Wechselstrom-Gleichstrom-Transformation verwenden würden, werden Sie bei 12 V immer noch nur 2,5 mA verwenden.

Hans
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Ich habe zuvor den Stromverbrauch meines PCs gemessen und festgestellt, dass er im Standby-Modus doppelt so viel Strom verbraucht wie im ausgeschalteten Zustand.
Nick T
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In einer Standby-Situation wird die CPU ausgeschaltet, die RAM-Module bleiben jedoch eingeschaltet. Aus diesem Grund wird mehr Strom benötigt. In einer Situation, in der das System vollständig ausgeschaltet ist (dh das Herunterfahren von Windows), wird weiterhin Strom verbraucht, da ein ATX-System das Aufwecken aus dem LAN usw. unterstützt. Einige USB-Anschlüsse werden sogar im ausgeschalteten Zustand mit Strom versorgt.
Hans
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Ich weiß, ich habe nur eine Anekdote geliefert, um das Missverständnis auszuräumen, dass "Aus" Null bedeuten sollte.
Nick T
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Power Integrations hat kürzlich den LinkZero-LP eingeführt - eine Reihe von integrierten Schaltkreisen ohne Verbrauch, mit denen der Wechselstrom-Gleichstrom-Verbrauch beim Trennen des Telefons vom Ladegerät vermieden werden soll - unabhängig davon, ob das Ladegerät an 115 V Wechselstrom oder bis zu 265 V Wechselstrom angeschlossen ist. http://www.powerint.com/de/products/linkzero-family/linkzero-lp


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Sie verwenden "die IEC-Definition des Null-Leerlauf-Stromverbrauchs", wobei "Null" als "weniger als 5 mW" definiert ist. Ziemlich beeindruckend.
Davidcary