Effizienzanforderungen

Externe Netzteile

Welche gesetzlichen Anforderungen gibt es?

Die gesetzlichen Anforderungen haben sich über die Jahre, bedingt durch den technischen Vorschritt, verschärft. Zuerst wurden in Kalifornien, von der California Energy Commission (CEC), gesetzliche Richtlinien verabschiedet, dann folgte die EU mit der Öko Design Richtlinie 2009/125/EG und schließlich gab es Grenzwerte für die ganze USA und viele weitere Länder.
Aus diesen Richtlinien heraus hat sich das „International Efficiency Marking Protocol For External Power Supplies“ entwickelt, das eine Einstufung der Grenzwerte in sogenannte Efficiency Level ermöglicht.
Zurzeit gibt es unterschiedliche Anforderungen in der Welt. Externe Netzteile, die in Europa vertrieben werden, müssen die Grenzwerte des Efficiency Level V einhalten. In den USA gilt seit dem 10.02.2016, dass die Geräte Efficiency Level VI einhalten müssen. In Australien und Neuseeland gilt Efficiency Level III als Mindeststandard und in einigen Ländern ist noch Efficiency Level IV verpflichtend bzw. zulässig. Über diese verpflichtenden Standards hinaus gibt es noch freiwillige Standards z.B. die des europäischen Code of Conduct in der Version 5.

 

 

 

 

 

 

Efficiency Level

Beschreibung

Zeitpunkt des Inkrafttretens

Land

III

Minimum Energy Performance Standards

MEPS Step 1 (verpflichtend)

01.12.08 (Aus)

01.04.09 (NZ)

Australia

New Zealand

IV

Minimum Energy Performance Standards

MEPS Step 2 (freiwillig)

01.12.08 (Aus)

01.04.09 (NZ)

Australia

New Zealand

V

Energy related Products (ErP) (verpflichtend)

01.11.2008

European Union

VI

Department of Energy Standards

DoE Standards for EPS Class B (verpflichtend)

10.02.2016

United States of America

CoC v5 Tier 2

Code of Conduct Version 5 (freiwillig)

01.01.2016

freiwillig

 

Welche Geräte sind betroffen?

Die Anforderungen gelten für externe Netzteile im sogenannten Consumer-Bereich. Hier werden explizit IT-Geräte, Audio / Video Ausrüstung sowie Haushaltsgeräte beschrieben. Ausnahmen gibt es für Medizingeräte, Ladegeräte, LED-Treiber und für Geräte im professionellen Bereich:

  • Für Medizingeräte gibt es zur Zeit noch keine Grenzwerte
  • Bei Ladegeräten wird zwischen echten Ladegeräten und direkten sowie indirekten Netzteilen unterschieden. Die Anforderungen unterscheiden sich in diesen Fällen stark: Für echte Ladegeräte gibt es zurzeit noch keine verpflichtenden Grenzwerte, für direkte Netzteile gilt in den USA das Efficiency Level VI und für indirekte Netzteile das Efficiency Level IV.
  • Für LED Treiber gelten in der EU andere Anforderungen als für externe Netzteile

 

Wie sieht die Kennzeichnungspflicht aus?

In der EU gibt es keine zusätzliche Kennzeichnungspflicht, die Konformität mit den Standards und Richtlinien wird über das CE Kennzeichen bestätigt.
Die USA, Canada, Australien und Neuseeland sehen eine Kennzeichnung gemäß dem International Efficiency Marking Protocol For External Power Supplies vor und verlangen eine Aufdruck der römischen Ziffer.

Liste der Länder mit Kennzeichnungspflicht

Land

Kennzeichnung

Zeitpunkt des Inkrafttretens

United States of America

efficiency marking: VI

10.02.2016

Australien und Neuseeland

efficiency marking: III or IV

01.12.08 (Aus) - 01.04.09 (NZ)

Europa

CE

04/2011

 

Wie wird der Wirkungsgrad ermittelt?

Der Wirkungsgrad wird als Mittelwert in vier Lastfällen bei 25%, 50%, 75% und 100% gemessen. Dies ermöglicht eine Bewertung des Netzteils über den gesamten Lastbereich und nicht nur in einem Punkt. Zusätzlich zur Wirkungsgradmessung erfolgt noch eine Leerlaufverlustleistungsmessung.

efficiency versus load

 

Wie hoch sind die Wirkungsgradanforderungen?

Die Grenzwerte sind von der Nominallast des Netzteils abhängig: Je geringer die Ausgangsleistung ist, desto niedriger der Wirkungsgradgrenzwert. Die Verlustleistung eines Geräts setzt sich aus mehreren Punkten zusammen: Einer Grundlast, einem Teil, der von Ein- und Ausgansspannung abhängig ist und dem Teil, der von der eigentlichen Energieübertragung abhängt.

Efficiency

Da bei Geräten niedriger Leistung der Verlustleistungsanteil, der von der Energieübertagung abhängt, geringer ist als bei Geräten höherer Leistung, ist ein höherer Wirkungsgrad bei höherer Leistung tendenziell leichter zu erreichen. Im Gegensatz dazu ist bei Geräten höherer Leistung, bedingt durch aufwendigere Topologien und Entstörungsmaßnahmen, die tatsächliche Leerlaufverlustleistung höher.

No load power consumption

Anforderungsvergleich an Beispielnetzteilen

Netzteil mit 18W Ausgangsleistung:

Efficiency Level

IV

V

VI

Wirkungsgrad

76,01%

80,41%

85,00%

Leerlaufleistungsaufnahme

0,500

0,300

0,100

 

Netzteil mit 60W Ausgangsleistung:

 

Efficiency Level

MEPS (IV)

ErP 2011

(VI)

Wirkungsgrad

85,00%

87,00%

88,00%

Leerlaufleistungsaufnahme

0,500

0,500

0,210

 

Berechnungsformeln

Energy Level VI

DoE Standards for EPS Class B

Nameplate Output Power (Pno)

Version 10.02.2014

 

Four Point Average Active Efficiency

     ≤ 1 Watt

0.5*Pno+0.16

     >  1 to ≤  49 Watts

0.071*Ln(Pno)-0.0014*Pno+0.67

     >  49 Watts

0,88

 

Max. Energy Consumption in No Load Mode:

       ≤ 49 Watts

0,1

      > 49 W ≤  250 Watts

0,21

Low Voltage models (Uout < 6V & Iout ≥ 550mA)

 

For Point Average Active Efficiency

     ≤ 1 Watt

0.517*Pno+0.087

     >  1 to ≤  49 Watts

0.0834*ln(Pno)-0.0014*Pno+0.609

     >  49 Watts

0,87

 

Max. Energy Consumption in No Load Mode:

       ≤ 49 Watts

0,1

      > 49 W ≤  250 Watts

0,21

 

Effective Date:

10.02.2016

 

Energy Level V

Energy related Products (ErP):

Nameplate Output Power (Pno)

2011

 

Min. Avg Efficiency in Active Mode:

 

Standard models

     ≤ 1 Watt

0.48 * Pno + 0.140

     > 1 to ≤  51 Watts

0.063 * Ln ( Pno ) + 0.622

     > 51 Watts

0,87

Low Voltage models (Uout < 6V & Iout ≥ 550mA)

     ≤ 1 Watt

0.497 * Pno + 0.067

     > 1 to ≤  51 Watts

0.075 * Ln ( Pno ) + 0.561

     > 51 Watts

0,86

 

Max. Energy Consumption in No Load Mode:

     > 0 to ≤ 51 Watts

0.3 W

     >  51 to ≤  250 Watts

0.5 W

Effective Date:

April, 2011

 

EnergyStar (ES):

Nameplate Output Power (Pno)

Version 2.0

 

Min. Avg Efficiency in Active Mode

 

Standard models

     ≤ 1 Watt

0.48 * Pno + 0.140

     >  1 to ≤  49 Watts

0.0626 * Ln ( Pno ) + 0.622

     > 49 Watts

0,87

Low Voltage models (Uout < 6V & Iout ≥ 550mA)

     ≤ 1 Watt

0.497 * Pno + 0.067

     >  1 to ≤  49 Watts

0.075 * Ln ( Pno ) + 0.561

     > 49 Watts

0,86

 

Max. Energy Consumption in No Load Mode

     0 to < 10 (50) Watts

0.3 W

     ≥  10 (50) to ≤  250 Watts

0.5 W

     Input Power (PIN)

Min. Power Factor (Pno, 115Vac/60Hz):

     ≥ 100W

0,9

Effective Date:

01.11.2008

 

Energy Level IV

AS/NZS 4665.1:2005+A1: Minimum Energy Performance Standards (MEPS Step 2)
Energy Independence Security Act 2007 (EISA): obsolete
California Energy Commission (CEC): obsolete

Nameplate Output Power (Pno)

 

 

Min. Avg Efficiency in Active Mode:

     < 1 Watt

0.5 * Pno

     ≥  1 to ≤  51 Watts

0.09 * Ln ( Pno ) + 0.5

     > 51 Watts

0,85

 

Max. Energy Consumption in No Load Mode:

     0 to < 10 Watts

0.5 W

     ≥  10 to ≤  250 Watts

0.5 W

Effective Date:

01.07.2008

 

Energy Level III

AS/NZS 4665.1:2005+A1: Minimum Energy Performance Standards (MEPS):

Nameplate Output Power (Pno)

MEPS

 

 

Min. Avg Efficiency in Active Mode:

 

     < 1 Watt

0.49 * Pno

 

     ≥  1 to ≤  49 (51) Watts

0.09 * Ln ( Pno ) + 0.49

 

     > 49 (51) Watts

0,84

 

 

Max. Energy Consumption in No Load Mode:

 

     0 to < 10 Watts

0.5 W

 

     ≥  10 to ≤  250 Watts

0.75 W

 

Effective Date:

01.12.08 (Au) - 01.04.09 (NZ)

 

 

Energy Level CoC

Code of Conducted Version 5: freiwillig

Nameplate Output Power (Pno)

Tier 1

Tier 2

 

For Point Average Active Efficiency

     ≤ 1 Watt

0.5*Pno+0.146

0.5*Pno+0.169

     >  1 to ≤  (49) Watts

0.0626*Ln(Pno)+0.646

0.071*ln(Pno)-0.00115*Pno+0.67

     >  (49) Watts

0.89

0.89

 

10% Load Average Active Efficiency

     ≤ 1 Watt

0.5*Pno+0.046

0.5*Pno+0.06

     > 1 to ≤  49 Watts

0.0626*ln(Pno)+0.546

0.071*ln(Pno)-0.00115*Pno+0.57

     > 49 Watts

0.79

0.79

 

Max. Energy Consumption in No Load Mode:

      ≥ 0.3 W to < 50 Watts

0.15

0.075

      ≥ 50 W to < 250 Watts

0.25

0.15

Low Voltage models (Uout < 6V & Iout ≥ 550mA)

 

For Point Average Active Efficiency

     ≤ 1 Watt

0.5*Pno+0.086

0.517*Pno+0.087

     >  1 to ≤  (49) Watts

0.0755*ln(Pno)+0.586

0.0834*ln(Pno)-0.0011*Pno+0.609

     >  (49) Watts

0.88

0.88

 

10% Load Average Active Efficiency

     ≤ 1 Watt

0.5*Pno

0.516*Pno

     > 1 to ≤  49 Watts

0.072*ln(Pno)+0.5

0.0834*ln(Pno)-0.00127*Pno+0.518

     > 49 Watts

0.78

0.78

 

Max. Energy Consumption in No Load Mode:

      ≥ 0.3 W to < 50 Watts

0.075

0.075

      ≥ 50 W to < 250 Watts

0.15

0.15

 

 

 

Low Voltage (Pno < 8W)

0.075

0.075

Effective Date:

01.01.2014

01.01.2016

 

FRIWO

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Eine Anpassung der europäischen Grenzwerte im Jahre 2017 an den US-Standard wird diskutiert. Somit bietet FRIWO Geräte, welche bereits heute zukünftige gesetzliche Anforderungen übertreffen und sichert damit den weltweiten Betrieb ihrer Anwendung. Wer heute auf FOX setzt, investiert damit in die Zukunft und ist auch morgen auf der sicheren Seite.

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