做一個簡單的(de)數(shu)學計算，就很容(rong)易理解為什么政府(fu)機(ji)(ji)構和手機(ji)(ji)制造商突然(ran)(ran)積極致力降低手機(ji)(ji)充(chong)電(dian)(dian)(dian)器(qi)的(de)待機(ji)(ji)功耗了(le)：全球手機(ji)(ji)用戶超(chao)過40億，而其中大(da)多數(shu)用戶都習慣于即使(shi)在電(dian)(dian)(dian)池完全充(chong)滿并拔掉(diao)手機(ji)(ji)之(zhi)后，仍(reng)然(ran)(ran)讓自(zi)己的(de)充(chong)電(dian)(dian)(dian)器(qi)保(bao)持連接狀態，因而會繼續耗電(dian)(dian)(dian)。根據(ju)諾(nuo)基亞的(de)統(tong)計，移動設備(bei)使(shi)用期(qi)間用電(dian)(dian)(dian)量的(de)三(san)分之(zhi)二是在空載模式下消耗的(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還必(bi)須具有切(qie)實的優勢，例如合(he)理的成本(ben)、易于實現和確定的可靠(kao)性。

　　在這方面(mian)，飛兆半導體公司為設(she)計人員提供(gong)了相(xiang)關IC，這些產(chan)品利用該公司在集成(cheng)和封(feng)裝領域的專業(ye)(ye)能力，在單一(yi)器件上整(zheng)合了一(yi)個PWM控(kong)(kong)制器、一(yi)個MOSFET(如(ru)果需要)和多(duo)項保護功能，能夠(gou)幫助制造(zao)商達(da)到(dao)空(kong)載(zai)功耗不到(dao)30mW的5星級(ji)水平(只有業(ye)(ye)界平均功耗300mW的十分之一(yi))以及±5%的輸(shu)出CV/CC容限，并且無須次級(ji)端控(kong)(kong)制電路。

　　嚴格的空載容限

　　現在的(de)手(shou)機(ji)(ji)(ji)用(yong)戶要求繁多，包括大尺(chi)寸(cun)的(de)觸(chu)摸屏、數(shu)百(bai)萬像(xiang)素的(de)相機(ji)(ji)(ji)、藍牙(ya)及(ji)802.11 WiFi連(lian)接、全面(mian)的(de)網絡瀏覽、電(dian)(dian)郵和數(shu)據庫(ku)訪問、GPS導航、音樂及(ji)視(shi)頻下載，以及(ji)即將實(shi)現的(de)移動(dong)數(shu)字電(dian)(dian)視(shi)。所有這些熱門功能都需要使(shi)用(yong)電(dian)(dian)能。手(shou)機(ji)(ji)(ji)是(shi)經由電(dian)(dian)池供電(dian)(dian)的(de)，而(er)電(dian)(dian)池可通(tong)過各種(zhong)不同的(de)電(dian)(dian)源(yuan)進行充電(dian)(dian)，如汽車上的(de)點(dian)煙器(電(dian)(dian)源(yuan)轉換器)、商業飛機(ji)(ji)(ji)座(zuo)椅上的(de)電(dian)(dian)源(yuan)插座(zuo)，還有筆記(ji)本電(dian)(dian)腦或臺式機(ji)(ji)(ji)上的(de)USB端口。

　　當然，最普遍的充(chong)(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)源(yuan)還是(shi)壁式AC電(dian)(dian)源(yuan)插(cha)座和通常被稱為手機(ji)充(chong)(chong)電(dian)(dian)器的外置AC/DC適配器，然而，這類(lei)設備大多數(shu)都不是(shi)真正的充(chong)(chong)電(dian)(dian)器。充(chong)(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)路(lu)其實位于(yu)手機(ji)內部。

　　手(shou)機充(chong)電(dian)(dian)時(shi)平均(jun)僅需要2W的(de)(de)功率，而筆記本電(dian)(dian)腦需要近100W，這也是手(shou)機充(chong)電(dian)(dian)器(qi)比(bi)筆記本電(dian)(dian)腦充(chong)電(dian)(dian)器(qi)小得多的(de)(de)原因(yin)。盡(jin)管如此，由于全球手(shou)機用戶多達40億，而PC擁有者(zhe)只有10億，故降低用戶熟(shu)知(zhi)情況中的(de)(de)待機功耗，即工程師熟(shu)知(zhi)條(tiao)件(jian)下的(de)(de)空載功耗，已成(cheng)為(wei)當前的(de)(de)一項關鍵設計考慮事(shi)項。

　　這些關注的(de)(de)(de)(de)結果是(shi)采(cai)取一系列措施來提升效(xiao)率和降低空載功耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)需求。其中最新最嚴格的(de)(de)(de)(de)是(shi)由(you)全球前五大(da)手機(ji)(ji)廠商提出的(de)(de)(de)(de)一項自愿性的(de)(de)(de)(de)充(chong)電(dian)器(qi)星(xing)(xing)(xing)級(ji)(ji)(ji)制(zhi)協定，用以(yi)標志在(zai)充(chong)電(dian)完成之后，充(chong)電(dian)器(qi)仍插(cha)在(zai)壁(bi)式插(cha)座上時的(de)(de)(de)(de)耗(hao)(hao)能量。該星(xing)(xing)(xing)級(ji)(ji)(ji)制(zhi)從0星(xing)(xing)(xing)級(ji)(ji)(ji)開始，最高5星(xing)(xing)(xing)級(ji)(ji)(ji)。空載下額(e)定待機(ji)(ji)功耗(hao)(hao)大(da)于(yu)0.5W的(de)(de)(de)(de)充(chong)電(dian)器(qi)為0星(xing)(xing)(xing)級(ji)(ji)(ji)標簽，待機(ji)(ji)功耗(hao)(hao)小于(yu)0.03W(30mW)的(de)(de)(de)(de)為5星(xing)(xing)(xing)級(ji)(ji)(ji)(見表1)。通過比(bi)較，大(da)多數現(xian)有手機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)待機(ji)(ji)功耗(hao)(hao)在(zai)150～300mW范圍。

這一點(dian)十分(fen)重要(yao)，有必要(yao)再(zai)次重申：要(yao)想獲得5星級標(biao)簽(qian)，充電器必須達到30mW或更低的(de)空載功耗(見表(biao)1)，這比能源之星(level V)的(de)閾值低90%。

嚴格的CV/CC容限為什么重要

　　目(mu)前，小型(xing)便攜式設備(bei)的(de)(de)(de)電(dian)池都(dou)選擇鋰離子技(ji)術。這種(zhong)技(ji)術的(de)(de)(de)優勢(shi)在(zai)于(yu)其尺(chi)寸小、能量(liang)密度大(da)、自放電(dian)小，而且在(zai)尺(chi)寸和形狀方面具(ju)有極大(da)的(de)(de)(de)靈活性。鋰離子電(dian)池一(yi)般(ban)適用于(yu)恒流/恒壓(CC/CV)充(chong)(chong)電(dian)方式；每種(zhong)充(chong)(chong)電(dian)模式的(de)(de)(de)時間長短取決(jue)于(yu)電(dian)池的(de)(de)(de)容量(liang)和充(chong)(chong)電(dian)器(qi)的(de)(de)(de)性能。

　　在最基本的形式(shi)下，即(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓很低(di)時，充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器進入恒(heng)流(liu)(CC)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)模(mo)式(shi)；這時大部分充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)能量都傳送給電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)。一旦電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)充(chong)到浮動電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)斷開(kai)，零(ling)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)時，電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓通(tong)常在4.2V左右(you))，系(xi)統將開(kai)始減小充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，以保持所需(xu)的電(dian)(dian)(dian)(dian)壓――此所謂“恒(heng)壓”模(mo)式(shi)。

　　雖然實現起來(lai)比較(jiao)簡(jian)單，但給(gei)手機充(chong)電(dian)實際上需要(yao)對(dui)浮動電(dian)壓區(qu)進(jin)行精(jing)確的控制，才(cai)能獲得(de)最大(da)(da)電(dian)池(chi)(chi)容量，并延長電(dian)池(chi)(chi)使用時間(jian)。不精(jing)確的電(dian)池(chi)(chi)電(dian)壓調節可能會使電(dian)池(chi)(chi)充(chong)電(dian)不足，導致電(dian)池(chi)(chi)容量大(da)(da)幅(fu)度減(jian)小。另一方面，如(ru)果充(chong)電(dian)電(dian)壓過(guo)高，電(dian)池(chi)(chi)的循環壽命會大(da)(da)大(da)(da)縮短。

　　鋰離(li)子電(dian)池的(de)過度充(chong)電(dian)還可能造成(cheng)設備(bei)的(de)災難性故障。

　　滿(man)足30mW目(mu)標

　　對(dui)于設(she)計(ji)工程師(shi)來說，門檻突然(ran)被拔高了。不過，不妨回(hui)想一下一年多前，那時(shi)的情形與現在(zai)似乎并無二致(zhi)。當(dang)時(shi)，手(shou)機電(dian)源(yuan)供應商設(she)計(ji)出的恒壓/恒流(CC/CV)適配(pei)器(qi)/充電(dian)器(qi)大受贊譽。在(zai)待機模(mo)式下，這(zhe)(zhe)些適配(pei)器(qi)/充電(dian)器(qi)在(zai)120VAC時(shi)功耗為(wei)75mW，240VAC時(shi)為(wei)90mW，都滿足美(mei)國環保署能源(yuan)之星規范中針對(dui)這(zhe)(zhe)兩種輸入電(dian)壓制定的0.5W的要求(qiu)。

　　雖(sui)然30mW是一項極具挑戰性(xing)的(de)要求，不過飛(fei)兆半導(dao)體公司的(de)第三代PSRPWM產品仍然能夠輕松滿足。飛(fei)兆半導(dao)體最新推出的(de)FSEZ1317器件集(ji)成(cheng)了(le)一個(ge)(ge)700V功率MOSFET(1A)，可節省空間和成(cheng)本。其CV/CC容(rong)(rong)限從±10%緊縮(suo)至(zhi)±5%，同時，外部電阻和電容(rong)(rong)的(de)數量從12個(ge)(ge)減少到了(le)5個(ge)(ge)(3個(ge)(ge)電阻，2個(ge)(ge)電容(rong)(rong))。

　　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，由于次級端元件(jian)會產生功耗(hao)，能效也(ye)受到不利影響。

　　對于需(xu)要外部MOSFET的設(she)計，工程師(shi)可(ke)選(xuan)(xuan)擇飛兆(zhao)半導體(ti)的FAN103PSR PWM控制(zhi)器(qi)。在(zai)眾(zhong)多解決方案(an)供(gong)應商中(zhong)，只有飛兆(zhao)半導體(ti)提供(gong)有獨立式＋集成(cheng)式MOSFET PWM控制(zhi)器(qi)選(xuan)(xuan)擇。

　　飛兆半導體的(de)(de)I C產(chan)品擁有節(jie)能性能的(de)(de)關鍵原(yuan)因在(zai)于它采(cai)用(yong)了高(gao)壓(ya)(ya)(HV)啟動電(dian)路(lu)、專(zhuan)有綠色(se)控(kong)(kong)制(zhi)模(mo)式，以及(ji)專(zhuan)門開發的(de)(de)TRUECURRENT技術，后者利用(yong)PSR控(kong)(kong)制(zhi)反激式轉換(huan)器(qi)來調節(jie)輸出電(dian)流，無須次級(ji)反饋(kui)電(dian)路(lu)。該控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)使用(yong)模(mo)擬信號(hao)處理(li)和采(cai)樣技術，通過變壓(ya)(ya)器(qi)的(de)(de)初級(ji)端輔助繞組來調節(jie)輸出電(dian)壓(ya)(ya)/電(dian)流。利用(yong)這種方案(an)，充(chong)電(dian)器(qi)能夠獲得(de)比傳統電(dian)路(lu)設計更小的(de)(de)外形尺寸、更低的(de)(de)待(dai)機功耗和更高(gao)的(de)(de)效(xiao)率。