做一(yi)個簡單的數學計(ji)算，就(jiu)很容易理(li)解為什么政府機構和手機制造商突然(ran)(ran)積極致力降低手機充(chong)電(dian)(dian)器(qi)的待(dai)機功耗了：全(quan)球手機用(yong)戶超(chao)過40億，而其中大多數用(yong)戶都習慣于(yu)即使(shi)在(zai)電(dian)(dian)池(chi)完全(quan)充(chong)滿(man)并(bing)拔掉手機之后(hou)，仍然(ran)(ran)讓自(zi)己的充(chong)電(dian)(dian)器(qi)保(bao)持連接(jie)狀態(tai)，因而會繼續耗電(dian)(dian)。根(gen)據諾(nuo)基亞的統(tong)計(ji)，移(yi)動設備(bei)使(shi)用(yong)期間(jian)用(yong)電(dian)(dian)量的三分(fen)之二是在(zai)空載(zai)模(mo)式下消耗的。

　　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(jie)決方(fang)案還必須(xu)具有(you)切(qie)實(shi)的(de)優(you)勢，例如合理(li)的(de)成本、易(yi)于實(shi)現和確定的(de)可(ke)靠性(xing)。

　　在這方面，飛(fei)兆半導體公司(si)(si)為設計人員提供了相關IC，這些產(chan)品利用該公司(si)(si)在集(ji)成和封裝領(ling)域的專業能(neng)(neng)力(li)，在單(dan)一器(qi)件上整合了一個PWM控制器(qi)、一個MOSFET(如果需要(yao))和多項保護功(gong)能(neng)(neng)，能(neng)(neng)夠幫助制造(zao)商達到(dao)空(kong)載(zai)功(gong)耗不到(dao)30mW的5星級水平(只有業界(jie)平均功(gong)耗300mW的十(shi)分之一)以(yi)及±5%的輸出CV/CC容限，并且無須次(ci)級端(duan)控制電(dian)路。

　　嚴格的空載容限

　　現在的(de)手機(ji)用(yong)戶要求繁多，包括(kuo)大尺寸(cun)的(de)觸(chu)摸(mo)屏、數百萬像素的(de)相(xiang)機(ji)、藍牙及802.11 WiFi連接、全面的(de)網絡瀏覽、電(dian)郵和數據庫訪問、GPS導航、音樂及視頻(pin)下載，以及即將實現的(de)移動數字電(dian)視。所有(you)(you)這些熱門功(gong)能都(dou)需要使用(yong)電(dian)能。手機(ji)是經(jing)由電(dian)池供電(dian)的(de)，而電(dian)池可通過各種不同的(de)電(dian)源(yuan)進行充電(dian)，如汽車上(shang)的(de)點煙器(qi)(電(dian)源(yuan)轉換器(qi))、商業飛機(ji)座椅上(shang)的(de)電(dian)源(yuan)插座，還有(you)(you)筆記本電(dian)腦或臺式(shi)機(ji)上(shang)的(de)USB端口。

　　當然，最普遍(bian)的(de)充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)還是壁式(shi)AC電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)插座和通常(chang)被稱為手機充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器的(de)外置AC/DC適配器，然而，這類設(she)備大(da)多數都不是真正的(de)充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器。充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)路其(qi)實位于手機內部。

　　手機(ji)充電(dian)(dian)(dian)時平(ping)均僅需要(yao)2W的(de)功(gong)率，而筆(bi)記本電(dian)(dian)(dian)腦(nao)需要(yao)近(jin)100W，這也(ye)是手機(ji)充電(dian)(dian)(dian)器比(bi)筆(bi)記本電(dian)(dian)(dian)腦(nao)充電(dian)(dian)(dian)器小得多的(de)原因。盡管如此，由于全球手機(ji)用戶多達(da)40億，而PC擁有者(zhe)只有10億，故降低用戶熟(shu)知情況(kuang)中的(de)待機(ji)功(gong)耗(hao)，即工程師(shi)熟(shu)知條件下的(de)空載功(gong)耗(hao)，已成為當前(qian)的(de)一項(xiang)關鍵設計考慮事項(xiang)。

　　這些關注的(de)結果(guo)是采取一系(xi)列措施(shi)來提升效率(lv)和降低空載功(gong)耗(hao)的(de)需求(qiu)。其中最(zui)新最(zui)嚴格(ge)的(de)是由全球前五大手機(ji)廠商(shang)提出的(de)一項(xiang)自愿(yuan)性的(de)充(chong)電器星(xing)(xing)級(ji)(ji)(ji)制(zhi)協(xie)定，用(yong)以標志在充(chong)電完成之后(hou)，充(chong)電器仍插在壁式插座上時(shi)的(de)耗(hao)能量。該星(xing)(xing)級(ji)(ji)(ji)制(zhi)從0星(xing)(xing)級(ji)(ji)(ji)開(kai)始，最(zui)高5星(xing)(xing)級(ji)(ji)(ji)。空載下額定待機(ji)功(gong)耗(hao)大于0.5W的(de)充(chong)電器為0星(xing)(xing)級(ji)(ji)(ji)標簽，待機(ji)功(gong)耗(hao)小(xiao)于0.03W(30mW)的(de)為5星(xing)(xing)級(ji)(ji)(ji)(見表(biao)1)。通過(guo)比(bi)較，大多數現有手機(ji)的(de)待機(ji)功(gong)耗(hao)在150～300mW范圍。

這(zhe)一(yi)點(dian)十分重要，有必(bi)要再次重申：要想獲得5星(xing)級(ji)標簽，充(chong)電器必(bi)須達到(dao)30mW或更低的(de)空載功(gong)耗(見表1)，這(zhe)比能(neng)源之(zhi)星(xing)(level V)的(de)閾值(zhi)低90%。

嚴格的CV/CC容限為(wei)什么(me)重要(yao)

　　目前，小(xiao)型便(bian)攜式設備的(de)(de)電(dian)池都選擇(ze)鋰離(li)子技(ji)術。這種(zhong)技(ji)術的(de)(de)優勢在(zai)于其尺(chi)(chi)寸(cun)小(xiao)、能(neng)量(liang)密度大、自放(fang)電(dian)小(xiao)，而且(qie)在(zai)尺(chi)(chi)寸(cun)和(he)形狀(zhuang)方面具(ju)有極大的(de)(de)靈(ling)活(huo)性(xing)。鋰離(li)子電(dian)池一般適用于恒(heng)流/恒(heng)壓(CC/CV)充(chong)電(dian)方式；每種(zhong)充(chong)電(dian)模(mo)式的(de)(de)時間長短取決于電(dian)池的(de)(de)容量(liang)和(he)充(chong)電(dian)器的(de)(de)性(xing)能(neng)。

　　在(zai)最基本(ben)的形(xing)式下，即電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)很(hen)低時，充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器進入恒流(CC)充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)模式；這時大(da)部分充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能量都(dou)傳送給電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池。一(yi)旦電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)充到浮動電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池斷開(kai)，零電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流時，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)通(tong)常在(zai)4.2V左右)，系統將開(kai)始減(jian)小充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流，以保持所需(xu)的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)――此所謂“恒壓(ya)”模式。

　　雖然實(shi)現起來比較簡(jian)單，但給手機充電(dian)實(shi)際(ji)上需要對(dui)浮(fu)動電(dian)壓區進行精(jing)確(que)的控(kong)制(zhi)，才能(neng)獲得(de)最大(da)(da)電(dian)池容量(liang)，并延長電(dian)池使用(yong)時(shi)間。不(bu)精(jing)確(que)的電(dian)池電(dian)壓調(diao)節可能(neng)會使電(dian)池充電(dian)不(bu)足，導致電(dian)池容量(liang)大(da)(da)幅度(du)減小。另一(yi)方面，如果充電(dian)電(dian)壓過(guo)高，電(dian)池的循(xun)環壽命會大(da)(da)大(da)(da)縮短(duan)。

　　鋰(li)離子電池的(de)過(guo)度充電還可(ke)能造(zao)成設備的(de)災難性故障(zhang)。

　　滿足(zu)30mW目標

　　對于設(she)計(ji)工(gong)程師(shi)來說，門檻突然(ran)被拔高了(le)。不(bu)過，不(bu)妨回想(xiang)一下(xia)一年多前(qian)，那時(shi)(shi)的(de)情形與現在似乎并無(wu)二致。當時(shi)(shi)，手機電源供應商(shang)設(she)計(ji)出的(de)恒壓/恒流(CC/CV)適(shi)配器(qi)/充(chong)(chong)電器(qi)大受贊譽(yu)。在待機模式下(xia)，這(zhe)些適(shi)配器(qi)/充(chong)(chong)電器(qi)在120VAC時(shi)(shi)功耗為(wei)75mW，240VAC時(shi)(shi)為(wei)90mW，都滿足美(mei)國環保(bao)署能源之星規范(fan)中(zhong)針對這(zhe)兩(liang)種輸入電壓制(zhi)定的(de)0.5W的(de)要求。

　　雖然(ran)30mW是一(yi)(yi)項極具挑戰(zhan)性的(de)要求，不過飛兆半導體(ti)公司的(de)第三代(dai)PSRPWM產品(pin)仍(reng)然(ran)能夠輕松滿足。飛兆半導體(ti)最新(xin)推出(chu)的(de)FSEZ1317器(qi)件集成(cheng)了一(yi)(yi)個700V功率MOSFET(1A)，可節省空(kong)間和成(cheng)本。其(qi)CV/CC容限從±10%緊(jin)縮至±5%，同時，外部電(dian)阻和電(dian)容的(de)數(shu)量從12個減(jian)少到(dao)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(wai)，由(you)于次(ci)級端元件會產生功耗，能效也受到(dao)不利(li)影響。

　　對(dui)于需要(yao)外部(bu)MOSFET的設(she)計，工程師可(ke)選擇(ze)飛兆(zhao)半(ban)導體(ti)的FAN103PSR PWM控(kong)(kong)制器。在(zai)眾多解(jie)決方案供應商中(zhong)，只有飛兆(zhao)半(ban)導體(ti)提供有獨立式＋集成式MOSFET PWM控(kong)(kong)制器選擇(ze)。

　　飛兆半導體的(de)I C產品擁有節能性能的(de)關鍵原(yuan)因(yin)在于它(ta)采用(yong)(yong)了高壓(HV)啟動(dong)電(dian)路、專(zhuan)有綠(lv)色控(kong)制模式(shi)，以(yi)及專(zhuan)門開發的(de)TRUECURRENT技術，后者利(li)用(yong)(yong)PSR控(kong)制反激式(shi)轉換器(qi)來(lai)調節輸出(chu)電(dian)流，無須次級反饋電(dian)路。該(gai)控(kong)制器(qi)使用(yong)(yong)模擬信(xin)號處(chu)理和(he)采樣(yang)技術，通過變壓器(qi)的(de)初級端(duan)輔助繞組來(lai)調節輸出(chu)電(dian)壓/電(dian)流。利(li)用(yong)(yong)這(zhe)種方案，充電(dian)器(qi)能夠獲(huo)得(de)比傳統電(dian)路設(she)計更小的(de)外形尺寸、更低的(de)待機功耗和(he)更高的(de)效率。