做一(yi)個簡單的(de)(de)數學計(ji)算，就很容易理解為什么政府機(ji)(ji)構(gou)和手(shou)機(ji)(ji)制造商(shang)突然積(ji)極(ji)致力降低手(shou)機(ji)(ji)充(chong)(chong)(chong)電器(qi)的(de)(de)待機(ji)(ji)功耗(hao)了：全球手(shou)機(ji)(ji)用(yong)(yong)戶超過40億，而其中(zhong)大(da)多(duo)數用(yong)(yong)戶都習慣(guan)于即使在電池完全充(chong)(chong)(chong)滿并拔掉(diao)手(shou)機(ji)(ji)之后，仍然讓自己的(de)(de)充(chong)(chong)(chong)電器(qi)保(bao)持連接狀態，因而會繼續耗(hao)電。根據諾基亞(ya)的(de)(de)統計(ji)，移(yi)動設(she)備使用(yong)(yong)期間用(yong)(yong)電量的(de)(de)三分之二是(shi)在空載模(mo)式下消耗(hao)的(de)(de)。

　　降低溫室效應氣體排放量和化石燃料消耗量無疑對我們所有人都十分重要，但除此之外，手機充電器解決方案(an)還必須具有(you)切實(shi)的(de)(de)優(you)勢，例如合理(li)的(de)(de)成本、易(yi)于實(shi)現和確定(ding)的(de)(de)可靠性。

　　在這方面，飛兆半導體公司為設(she)計人員提供了(le)相關IC，這些產品利用該(gai)公司在集成和(he)(he)封(feng)裝領域的(de)專業能(neng)力(li)，在單一器件上整合了(le)一個(ge)PWM控制器、一個(ge)MOSFET(如果需要)和(he)(he)多項(xiang)保護功能(neng)，能(neng)夠(gou)幫助制造商達到(dao)空(kong)載功耗不到(dao)30mW的(de)5星級水平(ping)(只有業界(jie)平(ping)均功耗300mW的(de)十分之(zhi)一)以及(ji)±5%的(de)輸出CV/CC容限，并且無須次(ci)級端控制電路。

　　嚴格的空載容限

　　現在的(de)(de)手(shou)機(ji)用戶要求繁多，包括大尺寸(cun)的(de)(de)觸摸屏、數百萬(wan)像素的(de)(de)相(xiang)機(ji)、藍牙及(ji)802.11 WiFi連接、全面的(de)(de)網絡瀏(liu)覽、電(dian)(dian)(dian)郵(you)和數據庫訪(fang)問、GPS導航、音(yin)樂及(ji)視頻(pin)下(xia)載，以及(ji)即將實現的(de)(de)移動數字(zi)電(dian)(dian)(dian)視。所有這些熱(re)門功能都需要使用電(dian)(dian)(dian)能。手(shou)機(ji)是經由電(dian)(dian)(dian)池供(gong)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)，而電(dian)(dian)(dian)池可(ke)通過各(ge)種不同(tong)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)源進行充電(dian)(dian)(dian)，如汽車上的(de)(de)點煙器(qi)(電(dian)(dian)(dian)源轉換器(qi))、商業飛機(ji)座(zuo)椅(yi)上的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)源插座(zuo)，還有筆記本電(dian)(dian)(dian)腦或(huo)臺式機(ji)上的(de)(de)USB端口。

　　當然，最普遍(bian)的(de)充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)源還(huan)是壁式AC電(dian)(dian)源插座和通常被(bei)稱為手機充(chong)電(dian)(dian)器(qi)(qi)的(de)外(wai)置AC/DC適配器(qi)(qi)，然而，這類設(she)備大多數(shu)都不是真正的(de)充(chong)電(dian)(dian)器(qi)(qi)。充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)路其實位于手機內部。

　　手(shou)機(ji)充(chong)電(dian)時平均僅(jin)需要2W的功率(lv)，而筆(bi)記(ji)本(ben)電(dian)腦需要近100W，這也是(shi)手(shou)機(ji)充(chong)電(dian)器比筆(bi)記(ji)本(ben)電(dian)腦充(chong)電(dian)器小得多的原(yuan)因。盡管如此，由(you)于全球手(shou)機(ji)用(yong)戶(hu)多達(da)40億(yi)，而PC擁有(you)者(zhe)只有(you)10億(yi)，故降低用(yong)戶(hu)熟(shu)知情況中的待機(ji)功耗，即工程(cheng)師熟(shu)知條(tiao)件(jian)下的空載(zai)功耗，已成為當前的一項(xiang)關(guan)鍵設計考慮事(shi)項(xiang)。

　　這些關注的(de)結果(guo)是采取一(yi)系列措施來提升效(xiao)率和降低空載(zai)(zai)功耗(hao)的(de)需(xu)求。其中最(zui)新最(zui)嚴格的(de)是由(you)全球前五(wu)大(da)(da)手(shou)機廠商提出的(de)一(yi)項自愿性的(de)充(chong)(chong)電(dian)器星(xing)級(ji)(ji)(ji)制協定，用以標志在(zai)充(chong)(chong)電(dian)完(wan)成之后，充(chong)(chong)電(dian)器仍插在(zai)壁式插座上時的(de)耗(hao)能量。該(gai)星(xing)級(ji)(ji)(ji)制從0星(xing)級(ji)(ji)(ji)開始，最(zui)高5星(xing)級(ji)(ji)(ji)。空載(zai)(zai)下額定待機功耗(hao)大(da)(da)于0.5W的(de)充(chong)(chong)電(dian)器為0星(xing)級(ji)(ji)(ji)標簽，待機功耗(hao)小(xiao)于0.03W(30mW)的(de)為5星(xing)級(ji)(ji)(ji)(見(jian)表1)。通過比(bi)較，大(da)(da)多數現有手(shou)機的(de)待機功耗(hao)在(zai)150～300mW范圍。

這(zhe)一點十(shi)分重要，有(you)必要再(zai)次重申(shen)：要想獲得5星級標(biao)簽，充電器必須達(da)到30mW或更低的(de)空載功耗(見表1)，這(zhe)比能源(yuan)之星(level V)的(de)閾值低90%。

嚴格的CV/CC容限為什么重要

　　目前，小型便攜(xie)式設備(bei)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)池(chi)(chi)都選擇鋰(li)離子(zi)(zi)技術(shu)。這種(zhong)(zhong)技術(shu)的(de)(de)(de)優勢(shi)在(zai)于(yu)(yu)其尺(chi)寸小、能量密度大、自放(fang)電(dian)(dian)小，而且在(zai)尺(chi)寸和形狀方面具有極大的(de)(de)(de)靈活(huo)性(xing)。鋰(li)離子(zi)(zi)電(dian)(dian)池(chi)(chi)一般適用于(yu)(yu)恒流/恒壓(CC/CV)充(chong)電(dian)(dian)方式；每(mei)種(zhong)(zhong)充(chong)電(dian)(dian)模(mo)式的(de)(de)(de)時間長(chang)短取決于(yu)(yu)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)容量和充(chong)電(dian)(dian)器的(de)(de)(de)性(xing)能。

　　在最基本的形式下，即電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)壓(ya)很低時(shi)，充(chong)電(dian)(dian)器進入恒(heng)流(liu)(liu)(CC)充(chong)電(dian)(dian)模式；這時(shi)大部(bu)分(fen)充(chong)電(dian)(dian)能(neng)量(liang)都傳送給電(dian)(dian)池(chi)。一旦電(dian)(dian)池(chi)充(chong)電(dian)(dian)充(chong)到浮(fu)動電(dian)(dian)壓(ya)(電(dian)(dian)池(chi)斷開(kai)(kai)，零(ling)電(dian)(dian)流(liu)(liu)時(shi)，電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)壓(ya)通常(chang)在4.2V左右(you))，系統將(jiang)開(kai)(kai)始減(jian)小充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)流(liu)(liu)，以保持(chi)所需的電(dian)(dian)壓(ya)――此(ci)所謂(wei)“恒(heng)壓(ya)”模式。

　　雖然實現(xian)起來(lai)比較簡單，但給手機充電(dian)(dian)(dian)實際上需(xu)要對(dui)浮動電(dian)(dian)(dian)壓區進行精確的控制，才能獲得最大(da)電(dian)(dian)(dian)池(chi)容量，并延長電(dian)(dian)(dian)池(chi)使用時間。不精確的電(dian)(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)(dian)壓調(diao)節可能會使電(dian)(dian)(dian)池(chi)充電(dian)(dian)(dian)不足，導致電(dian)(dian)(dian)池(chi)容量大(da)幅度減小。另一方(fang)面，如(ru)果充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓過高，電(dian)(dian)(dian)池(chi)的循環(huan)壽命會大(da)大(da)縮短。

　　鋰離子電(dian)池的(de)(de)過度充電(dian)還(huan)可能造成(cheng)設備(bei)的(de)(de)災難性(xing)故障。

　　滿(man)足30mW目標

　　對(dui)(dui)于設(she)(she)計工程師來說，門檻(jian)突然(ran)被(bei)拔高了。不過，不妨回想(xiang)一下一年多前，那時(shi)的情形與現(xian)在(zai)似乎(hu)并無(wu)二致。當時(shi)，手機(ji)電(dian)源(yuan)(yuan)供應(ying)商設(she)(she)計出的恒(heng)壓/恒(heng)流(CC/CV)適配器(qi)(qi)/充(chong)電(dian)器(qi)(qi)大受贊譽。在(zai)待機(ji)模式下，這(zhe)(zhe)些適配器(qi)(qi)/充(chong)電(dian)器(qi)(qi)在(zai)120VAC時(shi)功耗為(wei)75mW，240VAC時(shi)為(wei)90mW，都滿(man)足美(mei)國(guo)環保署能源(yuan)(yuan)之星規(gui)范中針對(dui)(dui)這(zhe)(zhe)兩種輸入電(dian)壓制定的0.5W的要求。

　　雖(sui)然30mW是(shi)一(yi)項(xiang)極具(ju)挑戰性的(de)要求，不(bu)過飛兆半(ban)(ban)導體公司的(de)第(di)三代PSRPWM產(chan)品仍(reng)然能(neng)夠輕松滿(man)足。飛兆半(ban)(ban)導體最新推出的(de)FSEZ1317器件集成(cheng)了一(yi)個700V功(gong)率MOSFET(1A)，可節省(sheng)空間和(he)(he)成(cheng)本。其(qi)CV/CC容限從(cong)(cong)±10%緊縮(suo)至±5%，同時，外(wai)部電(dian)阻和(he)(he)電(dian)容的(de)數量從(cong)(cong)12個減少(shao)到了5個(3個電(dian)阻，2個電(dian)容)。

　　這種PSR PWM控制器可實現非常精確的CC/CV調節，且無須其他解決方案所需的次極端電壓或電流反饋電路。對設計人員而言，在電池充電器應用中采用次極端反饋電路來進行CV/CC輸出調節的傳統方案已不再有吸引力，因為其成本高，器件數目多，這意味著需要更多的板上空間和更大的充電器。此外，由(you)于次級端(duan)元件(jian)會產(chan)生(sheng)功耗，能(neng)效也受到不利影(ying)響(xiang)。

　　對于需(xu)要外部MOSFET的(de)設(she)計，工程師可選(xuan)擇飛(fei)兆半導體的(de)FAN103PSR PWM控(kong)制器。在眾(zhong)多解(jie)決(jue)方(fang)案供應(ying)商中，只有(you)飛(fei)兆半導體提供有(you)獨(du)立式＋集(ji)成式MOSFET PWM控(kong)制器選(xuan)擇。

　　飛兆半導體的(de)(de)I C產品擁有節能性能的(de)(de)關(guan)鍵原因在于(yu)它采(cai)用(yong)了高壓(ya)(HV)啟動電(dian)路(lu)(lu)(lu)、專有綠色控制模(mo)式(shi)(shi)，以及專門開發的(de)(de)TRUECURRENT技(ji)術，后者利(li)用(yong)PSR控制反激(ji)式(shi)(shi)轉(zhuan)換器(qi)來調節輸(shu)出(chu)電(dian)流，無須(xu)次(ci)級反饋電(dian)路(lu)(lu)(lu)。該控制器(qi)使(shi)用(yong)模(mo)擬信(xin)號處理和(he)采(cai)樣(yang)技(ji)術，通過變壓(ya)器(qi)的(de)(de)初級端輔助繞組(zu)來調節輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)/電(dian)流。利(li)用(yong)這種方案(an)，充(chong)電(dian)器(qi)能夠獲得比傳統(tong)電(dian)路(lu)(lu)(lu)設計更小的(de)(de)外(wai)形尺寸、更低的(de)(de)待機功(gong)耗和(he)更高的(de)(de)效(xiao)率。