电源设计在系统整合与设计中，是不可或缺的一环，尤其是节能减碳意识高涨的现在，电子产品乃至大型基础建设都必须跟节能划上等号，以期能符合当地市场法规与消费者们的青睐，此次CTIMES所规划的『电源管理技术研讨会』，就是为了台湾诸多不同应用领域的OEM与ODM业者所量身打造，希望能一次满足各界工程师的在实务设计上的需求。

致茂：搞定LED电源 才能真正提高LED寿命

台湾政府核定了「水银路灯落日计画」，使得台湾将成为全球第一个全面淘汰 水银路灯国家。据了解，这个「水银路灯落日计画」，中央政府预计在未来二年内投入新台币54.9亿元，协助各地方政府于105年底将所辖69.2万盏水银路灯汰换为LED路灯，完成后将使台湾成为全球第一个全面淘汰水银路灯国家。

图一: 致茂电子专案主管翁睦盛指出，LED显示幕故障率最高的元件就是LED电源，在所有故障元件中电源故障率高达70%。

此外，中国大陆也政策扶持推动LED产业快速发展。中国大陆国家发改委等六部委联合推出「半导体照明节能产业规划」，进一步明确阐述“十二五”期间中国大陆LED产业的发展目标、主要任务及扶持措施，并明确要促进LED照明节能产业年成长30%左右，2015年达到人民币4,500亿元，其中LED产业应用产品能达到人民币1,800亿元。

根据LEDinside预估，2015年全球照明市场规模将达821亿 美元，其中，LED照明市场规模将达到257亿美元，使得LED照明的市场渗透率达到31%。仅是欧洲、中国与北美地区，加起来就已经达到整体LED市场 的63%比重，如此大的规模，也难怪LED市场被公认大有可为，而吸引更多投资者抢进。

致茂电子电力电子量测仪器产品部专案主管翁睦盛指出，目前在文献上，要找到大量的LED灯具故障数据并不是一件容易的事，近年来比较大规模的数据，是在美国东部的宾夕法尼亚州埃尔伍德市。埃尔伍德市从5400盏户外LED路灯失效数据统计中得知，电源与控制驱动模组失效占59%，散热不良占31%，LED元件不良约占 10%。

据统计，目前LED显示幕故障率最高的元件就是LED电源，在所有故障元件中电源故障率高达70%。对路灯来说，寿命和光衰减远比节能更重要！而影响LED应用产品寿命的70%因素来自于LED电源，目前真正做到完美可靠的电源产品还不多。

翁睦盛说，LED电源种类按电流源分类有包括：交流电压转直流电流、直流电压转直流电流等两种；按电压源分类包括：交流电压转直流电压、直流电压转直流电压、交流电压转交流电压等三种。因为LED需要定电流源，因此大部分的LED电源都是设计成交流电压转直流电流。

至于一个好的LED电源所需要进行的测试项目，包括：输出端特性测试、输入端特性测试、时序以及暂态特性测试、稳定度测试、保护特性测试、测试项目等。

目前总公司位于林口的致茂电子，是以『Chroma』为品牌，致力于测试仪器的研发制造，以提供各类产品完整测试的解决方案，产品种类涵盖从输入端的功率计、交流/直流电源，LED电源，到输出端的直流电子负载等仪器。而包括LED驱动电源的自动测试系统、电器安规测试解决方案，与LED测试解决方案等， 也都是致茂目前在LED业界颇受好评的仪器方案。

TI：LED电源设计关键 让整体架构更简化

LED的电源设计十分复杂，需要考量的细节非常多，而依据不同的设计，所需要的元件也各不相同。然而对于拥有多种不同解决方案的德州仪器来说，却不构成问题。因为晶片方案的多样性，正可满足各种不同的系统设计需求。

图二: 德州仪器应用工程师陈政志指出，LED电源系统的设计关键，就是要让整体架构更简化。

德州仪器市场行销高效能类比产品应用工程师陈政志指出，通常LED的系统设计师，都会面临好几个重大的抉择，这包括：输入电源是AC、DC或者电池；输入与输出电压间的关联；LED电流大小；以及是否采用隔离式电源元件等。此外，尚须考量还有是否有调光功能、是否有多通道、电磁兼容性与BOM表成本等。

目前德州仪器在照明的产品线方面，涵盖的范围包括一般照明灯泡、高瓦数嵌灯、以及车用照明等。例如450V的线性控制器，整合了乘法器、可调节相位调光器检测，以及类比调光输入与驱动器电路保护功能等，可简化高电压LED灯串的电流调节，非常适用于采用离线AC或DC电源供电的嵌灯、灯具和灯泡的设计。

此外，TI WEBENCH LED Designer，可快速设定多达60个LED串联或并联的LED照明设计。只要按一下选取偏好的高亮度LED，并且将选择的项目配合TI的LED驱动器，即可建立稳定电流的优化电源供应电路，亦可使用Optimizer Dial拨入尺寸及效率需求，并比较和模拟动态条件下的电路行为，包括启动、稳定状态、脉冲宽?度调节调光及线路暂态。

陈政志说，LED电源系统的设计关键，就是不只要让整体架构更为简化，还必须兼顾到成本与尺寸。而搭配德州仪器的控制器，这些困扰工程师的问题都可以迎刃而解。

德国莱因：绿色产品意味着更多订单机会

透过电源设计，最终的目的当然是要降低环境冲击，并提升竞争优势。目前各 国对于产品有关的生态设计所采取的法律与执行措施不同，无非是省电（ErP、AU MEPS、CEC、Energy Star）、无毒（RoHS、REACH、PAH）、可回收（WEEE）等。当产品符合环保指令与标准的同时，除了降低贸易的障碍、环境的冲击，更可以同 时提升产品的优势与品牌形象。

图三: 德国莱因电源产品服务部门资深经理陈永顺指出，绿色产品的优势在于『将可获取更多的订单』。

德国莱因电源产品服务部门资深经理陈永顺指出，绿色产品的优势在于『将可获取更多的订单』。观察欧盟于2008年起积极倡导绿色公共采购（Green Public Procurement；GPP），即在为满足政府采购需要的同时，亦可兼顾员工健康、社会福利与环境保护。如产品或服务取得欧盟境内生态标章（Eco- Label）或能源之星（Energy-Star）等相关环境标章或认证，就可直接视为符合采购的绿色要求，毋须提出额外的测试报告或技术文件。

而在2011年，美国环境保护署（EPA）、联邦总务署（GSA）及其他联邦组织也合作研拟了绿色采购标准。 2013年，美国环保署便发布联邦采购之自愿性 产品环境绩效标准及生态标签之指南草案。这些标准彼此间结成了紧密的生态链，环环相扣，也因此，能够顺利通过这些标准的认证，也成为相关厂商推出产品的当务之急。

目前全球买家和贸易商对绿色产品的关注度越来越高，尤其针对资讯科技设备、影音设备、可携式锂电池、再生材料所含物质、非有毒有害物质以及产品能效，均为影响消费者作出选择的重要因素，也显示了品牌对环境和社会的承诺，为品牌增加附加价值，体现了企业良好的社会责任意识。

陈永顺说，放眼未来，美国能源局已经扩大目前外接电源供应器（EPSs）的最低能效要求范围，能效等级将从等级4一举提升到等级6，将超越现今CE最高要求 等级5。而欧盟也将提高现行能源效率要求，往欧盟外部电源供应器行为准则（CoC）靠拢，也将扩大管制范围至High Power EPS、多电压输出装置、低电压无线充电器等，并将10%额定负载试验条件纳入主动模式平均效率基准。

Silicon Labs：数位隔离提供高效率 光电耦合器掰掰！

传统的LED设计多半采用光电耦合元件，这种光电耦合元件是以光作为媒介，来传输电信号的一组装置，其功能是平时维持电信号输入、输出间有良好的隔离作用，需要时可以使电信号通过隔离层来进行传送。

图四: Silicon Labs资深应用经理刘斐中指出， CMOS隔离元件成本更低、尺寸更小、性能更好、功耗更低，而且隔离电路更可靠。

只不过，比起光电耦合器，另一种数位隔离元件拥有更好的效率。 Silicon Labs芯科实验室（茂宣企业）资深应用经理刘斐中指出，以Silicon Labs的CMOS隔离元件来看，其产品成本更低、尺寸更小、性能更好、功耗更低，而且隔离电路更可靠。与光电耦合器不同的是，CMOS隔离元件不具有光 电耦合器中的内在磨损机制，在超过-40℃至+125℃温度范围的工作环境下，仍然可以保持参数稳定。

Silicon Labs隔离产品具有高度可靠性，还可比整体系统的寿命期长。光电耦合器由于其固有的磨损机制，因此很难具备高可靠性。例如Si87xx隔离器就提供了比传统光电耦合器更佳的可靠性优势​​，这系列隔离器可耐受温度、老化和正向电流效应，并且提供低十倍的FIT率，来实现更长的使用寿命，整体效率还可超过90%。

刘斐中说，Silicon Labs的隔离产品几乎没有EMI，并且对外部电磁场抵抗性很好。 Silicon Labs的数位隔离器可提供安全的隔离、电平位移和地面杂讯减少，同时可使用小封装系统。此外，还支援使用各种各样的客户自助工具进行隔离，包括视频、应 用说明、参考设计线上设计工具，以及工厂和现场应用工程师的专家技术咨询。目前这些隔离产品已经广泛被客户和其应用所采用，包括工业自动化、交通系统、家 庭娱乐电子产品、医疗系统等。

ROHM：USB PD产品问世 一统充电标准

随着现今电子装置越来越多元化，各个装置充电接口也各不相同，造成消费者每更换设备，专属充电器也必须随之淘汰，不仅使用不便，也造成日益增加的电子垃圾及环境问题。

图五: ROHM半导体设计中心主席工程师吴建霖表示，USB PD能将电源及讯号整合至同一条线内。

为了解决此问题，中国自2007年就已将micro USB列为手机的充电标准，欧盟则自2017年开始，立法以micro USB作为手机的统一充电标准，在欧盟如此强势的要求下，苹果也不得不加入USB协会，并针对欧洲市场，将其产品充电配件改为micro USB。

而为了更进一步提高充电标准的整合度，USB-IF协会力推USB Power Delivery(PD)标准，让多数的电子装置如手机、平板电脑、笔电、桌电、显示器等都能以USB线同时传输资料及充电／供电。

目前，在USB充电标准中，USB 2.0可支援5V, 500mA，USB 3.0则更进一步，提供5V, 900mA，尽管到到后来的Battery Charging提供5V, 1.5A，然而对于电池容量较大的智慧手机而言，充电仍然耗时，且也难以供电于笔电或什至较大尺寸的平板电脑。因此为了扩大USB市场范围，USB-IF 成立了Power Delivery的团队，并发布了相关标准，提供更为弹性的充电／供电方式。

在CTIMES主办的电源管理技术研讨会中，ROHM半导体设计中心主席工程师吴建霖表示，USB PD不仅能够支援100瓦数以内，5V、12V、20V不同电压的装置，且将电源及讯号整合至同一条线内。

以PC及显示器为例，过去两个装置除了各自需要电源线之外，还需要额外的线来连结两边的讯号，而在PD的标准之下，只需要一条USB PD即能同时做到讯号传输与电源供应，除了减少电源线的配置，不同的装置也能相互供电。吴建霖指出，采用USB PD的装置最快将在2015年上半年问世，而下半年也将有少数高阶机种上市。不过事实上，PD的概念怎在多年前已经提出，要达到市场普及阶段仍需一段时程，吴建霖表示，直至2015年才陆续有少数产品推出，而2016预计将推广至周边产品，2017年开始有家电产品、监视器等装置采用PD标准，2018 年市场延伸至车用，而2019年则会推广至建筑内，如插座也可相容于PD。

唐和：良好电源管理 全面提升产品效能

随着现今节能减碳的意识越来越高涨，从电子产品到大型基础建设都必须跟节 能划上等号，以符合当地市场法规与消费者们的青睐。为此，电源管理在系统整合与设计时，成为不可或缺的一环。而如何做好电源品质的管理，以提高产品使用寿 命成为当前设计的重要课题，因此透过电力计量测电源品质也是相当重要的议题。

图六: 唐和业务专员梁柏豪表示，提升电源品质，能够有效的节能、增加产品寿命。

电源管理一般来说，是指涉及电路板供电方面的相关问题，近年来产品的研发大多在于低电压、低耗电量、高效率等取向，借此提升产品的效能及使用寿命，必须在系统设计时，做好电源品质的管理。

唐和业务专员梁柏豪表示，提升电源品质，能够有效的节能、增加产品寿命，除此之外如日本因应福岛核灾后，开始有个体户利用这家屋顶进行太阳能发电，在将电力卖给东京电力公司，在此种情况下，也必须经过认证仪器进行校验，确保电力品质良好。

而随着不同的产品可能采用不同频率，因此也需要针对频率选择适合的电力计，例如马达、LED、家电产品等因各自不同的电源特性，因此所适用的机种也各不相同，梁柏豪指出，其产品目前分为三大类，其一是高精度机种，适用于马达、变频器、LED等高频率、高功率的产品，其二为低功率机种，适合如家电、转接器或部分LED等待机小功率的产品采用，而简易的节电设备则适用于厂务、配电盘等

其中，相较于过去电压量测采用接触方式，在安全性上较低，梁柏豪表示，其简易节电设备是透过感测泄漏电流的方式来进行量测，以非接触的方式检测，不仅设置简单，同时也提高安全性，在不能停电的场合也能够安全测量。此外，此节电设备设置简单，并能够从测试线上就可测量电压、电流、电力，因此使用上更为便利。