電源適配器廣泛應用於筆記型電腦、遊戲機、印表機、DSL數據機和手機等領域,應用規模非常龐大。而從人們的使用習慣來看,此類設備也有相當比例的時間處於輕載或待機(空載)工作模式。因此,“能源之星”等規範標準在致力於提升此類設備所用電源適配器工作效能的同時,也注重提升輕載效能及降低待機能耗。
例如,美國環保署(EPA) 2.0版“能源之星”外部電源規範(簡稱EPA 2.0)在1.1版基礎上進一步提高了效能要求(見表1),其中Ln為額定輸出功率的自然對數。

表1:美國環保署“能源之星”外部電源的1.1及2.0版規範。
不同適配器的功率等級相差較大,而根據IEC61000-3-2等標準的要求,功率大於75 W的電源需要增加功率因數校正(PFC),低於75 W則無此要求。本文着重討論功率低於75 W適配器滿足EPA 2.0新規範所需要的功能,以及能夠提供展示所需功能的安森美半導體高性能、高效能控制器。
滿足效能規範的途徑
要滿足上述規範對外部電源工作效能及待機能耗的要求,我們首先需要分析清楚損耗的來源。事實上,就工作時的損耗來說,主要包括兩個方面,分別是開關損耗和由泄漏電感導致的損耗,此兩類損耗分別可以用等式(1)和等式(2)來量化:

等式(1)

等式(2)
從此兩個等式中可以看出,要提升工作效能,有兩種途徑:一是降低開關頻率(FSW),即在輕載時採用頻率反走技術;二是降低關閉時的漏極電壓(VDRAIN(turn-off)),相應地可以採用谷底開關技術。
而就待機模式而言,一個重要的損耗來源於啟動電路的靜態損耗,即啟動電阻持續地從大電容消耗電流,造成功率損耗。而降低啟動電路損耗的途徑有多種,如採用具有極低啟動電流的控制器、採用關斷時泄漏電流極低的整合啟動電流源,以及連接啟動電路至半波整流交流輸入等。
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Tags: 安森美半導體
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