气候变化与电子设备的能效问题

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。

开关稳压器（见图 2）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。

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 8 mA电流；而开关稳压器在闲置状态下的电流需求通常仅为 1 mA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 1.75 kWh；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（见图 3），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。

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：

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。

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。