RECOM高效电源产品解决方案助力降本增效

气候变化带来的影响已显而易见：反季节热浪、非正常降雪、持续数周降雨，以及足以将百年老树连根拔起的强风暴。许多人都希望减少自身碳排放，却常觉得个人贡献微不足道。然而，正如一个人拿着沙袋无法阻挡洪水，数百万人齐心协力却能防范大规模灾害。无论多么微小的行动，一旦积少成多，便会产生巨大影响。

线性稳压器

电压调节领域的案例恰好能印证这一原则。工业直流电源的输出电压通常为 24 V 或 12 V，而大多数控制电路的工作电压却在 3.3 V或更低。要填补这一电压差距，就需要稳压器进行降压处理。线性稳压器是最简单、最常用的解决方案，已集成到无数电子系统中。线性稳压器的电路实现十分简便，通常只需接入输入、接地和输出三个端口。但这种简便性背后隐藏着一个重大缺陷：线性稳压器本质上相当于一个可变电阻，会将输入与输出的电压差以热量形式耗散掉（见图 1），这会造成大量能量浪费。

示例：

输入电压：24V → 输出：3.3V / 300mA

输出功率：1W

输入功率：7.4W

以热量形式浪费的功率：6.4W

效率：约 13.5%

这意味着，每输出 1 W有效功率，就会有超过 6 W的功率以热量形式被浪费。即便在中等负载下，也通常需要散热器来处理这些浪费的热量。

开关稳压器

开关稳压器（见下图）是一种效率更高的替代方案。这类设备通过快速切换功率晶体管的导通与关断状态，维持所需的输出电压，且能量浪费显著减少。由于晶体管仅在切换瞬间会产生明显热量，而在完全导通或完全关断状态下几乎不产生热量，因此效率大幅提升。

示例：

输出功率：1W

输入功率：1.2W

功率损耗：0.2 W

效率：约 83%

得益于极低的功率损耗，即便在环境温度高达 90°C 的情况下，也无需使用散热器。  

待机功耗及其长期影响

开关稳压器的另一大优势是待机功耗低。线性稳压器的内部辅助电路无论负载如何，通常都会消耗约 8mA 电流；而开关稳压器在闲置状态下的电流需求通常仅为 1mA 左右。这种差异在长期处于待机模式的设备中尤为关键，例如车库门开启器 —— 这类设备每天的实际工作时间很短。

对于线性稳压器而言，每年的待机功耗可累计达到约 1.75kWh；而在相同场景下，开关稳压器的能耗可能仅为前者的 1/8，能显著减少不必要的电力消耗。此外，现代开关稳压器在设计上可直接替换老旧的线性稳压器（见下图），因此无需对现有系统进行大幅改造，即可升级为更具可持续性的设计。

总拥有成本(TOC) 考量

从单位采购成本来看，开关稳压器通常高于线性稳压器。但如果将散热器、导热膏、安装硬件及组装人工等成本纳入考量，开关稳压器解决方案的总体成本往往更低。以下以某制造商开发的独立式指纹识别门禁系统为例（该系统含备用电池及 IP67 防护等级外壳），具体分析两类方案的成本差异：

线性稳压器方案（含散热器）：

指纹识别模块 + 微控制器：30.00 美元

稳压器（2 个）+ 散热器：1.30 美元

电磁线圈：10.00 美元

充电器：10.00 美元

12 安时电池：10.00 美元

外壳：4.00 美元

总成本：65.30 美元

该设计存在一个问题：密封外壳内部易出现过热现象。尽管增加了并联稳压器和散热器，但系统仍频繁发生热关断故障。

开关稳压器方案：

指纹识别模块 + 微控制器：30.00 美元

开关稳压器：3.00 美元

电磁线圈：10.00 美元

充电器：8.00 美元

12 安时电池：8.00 美元

外壳：4.00 美元

总成本：63.00 美元

此次重新设计不仅降低了成本，还确保了系统在高温环境下的稳定运行。

智能电源选择方案

尽管开关稳压器的单位成本可能更高，但其更高的效率降低了整个系统的配置需求。在上述案例中，改用开关稳压器后，可使用更小规格的充电器和电池，同时仍能维持 24 小时备用供电能力。最终实现了三大优势：更低的运行成本、更紧凑的组件尺寸，以及更轻的运输重量 —— 这些都有助于减少碳足迹。更重要的是，该系统还避免了热应力问题，从而保护指纹识别模块等敏感组件免受损坏。

积少成多，聚沙成塔

采用高效的电源解决方案，既能降低环境影响，又能减少系统成本。效率更高、待机功耗更低的设备，这不仅对地球环境有益，还能为企业在市场中带来明显的竞争优势。我们致力于设计兼具可持续性与成本效益的电源产品。尽管这需要精心的工程设计和严谨的组件选型，但最终成果值得付出努力。

气候调节无法仅凭一家企业或一个人的力量，需要我们携手合作，研发出可持续、更节能的技术。我们迈出的每一小步，都至关重要。