做一個簡(jian)單的(de)(de)數學(xue)計算，就很(hen)容易理解為什么(me)政府機(ji)(ji)(ji)構和(he)手(shou)機(ji)(ji)(ji)制造商突然積極(ji)致(zhi)力降低(di)手(shou)機(ji)(ji)(ji)充電(dian)器的(de)(de)待機(ji)(ji)(ji)功耗了：全球手(shou)機(ji)(ji)(ji)用戶超過(guo)40億，而其中大多數用戶都習(xi)慣于即使在(zai)電(dian)池完全充滿并拔(ba)掉手(shou)機(ji)(ji)(ji)之后，仍然讓自己的(de)(de)充電(dian)器保(bao)持連接狀態，因而會(hui)繼續耗電(dian)。根(gen)據(ju)諾(nuo)基亞的(de)(de)統(tong)計，移動設(she)備使用期間用電(dian)量(liang)的(de)(de)三(san)分之二是在(zai)空(kong)載模(mo)式下消耗的(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還必須(xu)具有切實的優勢，例如合理的成本、易于實現和確(que)定的可靠性。

　　在這(zhe)方面，飛兆半導體(ti)公司為設(she)計人員提(ti)供了相關IC，這(zhe)些(xie)產品利(li)用該公司在集(ji)成(cheng)和(he)封裝領域的(de)(de)專業能力，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)和(he)多項保護功能，能夠幫助制造(zao)商達到(dao)空載功耗不(bu)到(dao)30mW的(de)(de)5星級水平(ping)(只有業界平(ping)均功耗300mW的(de)(de)十分之一)以及(ji)±5%的(de)(de)輸出(chu)CV/CC容(rong)限，并且無須次級端(duan)控制電路。

　　嚴格的空載容限

　　現在的(de)手機(ji)用戶要(yao)求繁多，包括大尺(chi)寸的(de)觸(chu)摸屏(ping)、數(shu)(shu)百萬像素的(de)相(xiang)機(ji)、藍(lan)牙及802.11 WiFi連接、全(quan)面的(de)網絡瀏覽、電(dian)(dian)郵和數(shu)(shu)據庫訪問、GPS導航、音樂及視頻下(xia)載，以及即(ji)將實現的(de)移動數(shu)(shu)字電(dian)(dian)視。所有這些熱門功能都(dou)需要(yao)使用電(dian)(dian)能。手機(ji)是經由電(dian)(dian)池供電(dian)(dian)的(de)，而(er)電(dian)(dian)池可(ke)通(tong)過各種不同(tong)的(de)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)進行充電(dian)(dian)，如(ru)汽車(che)上的(de)點煙(yan)器(電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)轉換(huan)器)、商業飛機(ji)座椅上的(de)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)插座，還有筆記本電(dian)(dian)腦或臺式機(ji)上的(de)USB端口。

　　當然(ran)，最普遍的充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)源(yuan)還是壁式AC電(dian)(dian)源(yuan)插座和通常被稱(cheng)為手(shou)機(ji)充(chong)電(dian)(dian)器(qi)的外置AC/DC適配器(qi)，然(ran)而，這類設(she)備大(da)多數都不是真正的充(chong)電(dian)(dian)器(qi)。充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)路(lu)其實位于手(shou)機(ji)內部。

　　手機(ji)充(chong)電(dian)時平均僅需要(yao)(yao)2W的功(gong)率，而筆記本(ben)(ben)電(dian)腦(nao)需要(yao)(yao)近(jin)100W，這也是手機(ji)充(chong)電(dian)器(qi)比筆記本(ben)(ben)電(dian)腦(nao)充(chong)電(dian)器(qi)小得(de)多的原(yuan)因。盡管如此(ci)，由于全球手機(ji)用戶多達40億，而PC擁有者只有10億，故降低用戶熟(shu)知(zhi)情況中的待機(ji)功(gong)耗，即工程師熟(shu)知(zhi)條件(jian)下的空載功(gong)耗，已成(cheng)為當前的一項關(guan)鍵設計考慮(lv)事項。

　　這些關注的(de)結果(guo)是采取一系列措(cuo)施來提(ti)升效率和降低空(kong)載(zai)功耗(hao)的(de)需求。其中最新最嚴格(ge)的(de)是由(you)全(quan)球(qiu)前五大手機(ji)廠商提(ti)出的(de)一項(xiang)自愿性的(de)充電(dian)器星級(ji)制協(xie)定(ding)，用以標志在充電(dian)完成之后，充電(dian)器仍插(cha)在壁式插(cha)座(zuo)上時的(de)耗(hao)能量。該星級(ji)制從0星級(ji)開(kai)始，最高(gao)5星級(ji)。空(kong)載(zai)下額定(ding)待機(ji)功耗(hao)大于0.5W的(de)充電(dian)器為(wei)0星級(ji)標簽，待機(ji)功耗(hao)小于0.03W(30mW)的(de)為(wei)5星級(ji)(見表1)。通過(guo)比(bi)較(jiao)，大多數現有手機(ji)的(de)待機(ji)功耗(hao)在150～300mW范(fan)圍。

這(zhe)一點十分重(zhong)要(yao)(yao)，有必要(yao)(yao)再次(ci)重(zhong)申：要(yao)(yao)想獲(huo)得5星級標簽，充電(dian)器必須達(da)到30mW或更低的空載功耗(見表1)，這(zhe)比能(neng)源之(zhi)星(level V)的閾值低90%。

嚴格的CV/CC容(rong)限為(wei)什么重要

　　目前，小型便(bian)攜式(shi)設備(bei)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)池(chi)都選擇鋰(li)離(li)子技(ji)術。這種(zhong)技(ji)術的(de)(de)(de)優勢在于其尺(chi)寸(cun)小、能(neng)(neng)量(liang)密度大、自放電(dian)(dian)小，而且(qie)在尺(chi)寸(cun)和形狀方(fang)面具(ju)有極大的(de)(de)(de)靈活(huo)性(xing)。鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)池(chi)一(yi)般適用于恒(heng)流/恒(heng)壓(CC/CV)充(chong)電(dian)(dian)方(fang)式(shi)；每種(zhong)充(chong)電(dian)(dian)模式(shi)的(de)(de)(de)時(shi)間長短取決(jue)于電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)容(rong)量(liang)和充(chong)電(dian)(dian)器的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)。

　　在最基本(ben)的形式下，即電(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)很(hen)低時(shi)，充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)器進入(ru)恒(heng)(heng)流(liu)(CC)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)模(mo)式；這時(shi)大部分(fen)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)能量都傳送給電(dian)(dian)(dian)池。一旦電(dian)(dian)(dian)池充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)充(chong)(chong)(chong)到(dao)浮動電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(電(dian)(dian)(dian)池斷(duan)開(kai)，零電(dian)(dian)(dian)流(liu)時(shi)，電(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)通(tong)常在4.2V左(zuo)右)，系統將開(kai)始減小(xiao)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)，以(yi)保持所需的電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)――此所謂“恒(heng)(heng)壓(ya)(ya)(ya)”模(mo)式。

　　雖然實現起來比較簡單，但給(gei)手機充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)實際上需要對浮動電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)區進行精(jing)(jing)確的控制，才能獲得最大(da)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)容量，并延長電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)使用時間(jian)。不精(jing)(jing)確的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)調節可能會(hui)使電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)不足，導致電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)容量大(da)幅度減小。另一方面，如果充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)過高，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的循環壽(shou)命會(hui)大(da)大(da)縮(suo)短。

　　鋰(li)離(li)子(zi)電池的過度充電還(huan)可能造成(cheng)設備的災難(nan)性(xing)故障。

　　滿足30mW目標

　　對(dui)于設計(ji)工程師(shi)來說，門檻突然被(bei)拔高(gao)了。不(bu)過，不(bu)妨(fang)回(hui)想(xiang)一下一年(nian)多前，那時的(de)情形與(yu)現在似乎并(bing)無(wu)二致。當時，手機(ji)電源供應商(shang)設計(ji)出的(de)恒(heng)壓(ya)/恒(heng)流(CC/CV)適配器(qi)/充(chong)電器(qi)大(da)受贊譽。在待機(ji)模式下，這些適配器(qi)/充(chong)電器(qi)在120VAC時功耗為(wei)75mW，240VAC時為(wei)90mW，都滿足(zu)美國環保署能(neng)源之星規范中針對(dui)這兩種輸(shu)入電壓(ya)制定的(de)0.5W的(de)要求(qiu)。

　　雖然30mW是一項極具挑(tiao)戰性的(de)(de)要(yao)求，不過飛兆(zhao)半導體公司的(de)(de)第(di)三(san)代PSRPWM產品仍然能夠輕松滿(man)足。飛兆(zhao)半導體最新推出的(de)(de)FSEZ1317器件集成了(le)(le)一個(ge)(ge)700V功(gong)率MOSFET(1A)，可(ke)節省(sheng)空(kong)間和成本(ben)。其CV/CC容限從±10%緊縮至(zhi)±5%，同時，外部電(dian)(dian)阻和電(dian)(dian)容的(de)(de)數(shu)量從12個(ge)(ge)減少到了(le)(le)5個(ge)(ge)(3個(ge)(ge)電(dian)(dian)阻，2個(ge)(ge)電(dian)(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，由于(yu)次級(ji)端(duan)元(yuan)件(jian)會產生功耗，能效也受到不利影響。

　　對(dui)于需要外部MOSFET的(de)設計，工程師可選擇飛兆(zhao)半導體的(de)FAN103PSR PWM控(kong)制器(qi)。在眾多解決方(fang)案供應商(shang)中，只有(you)飛兆(zhao)半導體提供有(you)獨立式＋集成式MOSFET PWM控(kong)制器(qi)選擇。

　　飛兆(zhao)半導體(ti)的(de)(de)I C產品擁有(you)節能性能的(de)(de)關鍵原因在于它(ta)采用(yong)(yong)(yong)了高壓(HV)啟動電(dian)路、專(zhuan)(zhuan)有(you)綠色控(kong)制(zhi)模式(shi)，以(yi)及專(zhuan)(zhuan)門開(kai)發的(de)(de)TRUECURRENT技(ji)術，后(hou)者(zhe)利用(yong)(yong)(yong)PSR控(kong)制(zhi)反激式(shi)轉換器來(lai)調節輸(shu)出電(dian)流(liu)(liu)，無(wu)須次級反饋電(dian)路。該控(kong)制(zhi)器使用(yong)(yong)(yong)模擬信號處理和采樣技(ji)術，通過變壓器的(de)(de)初級端輔助繞組來(lai)調節輸(shu)出電(dian)壓/電(dian)流(liu)(liu)。利用(yong)(yong)(yong)這種方案(an)，充電(dian)器能夠獲(huo)得(de)比(bi)傳統電(dian)路設(she)計更(geng)小的(de)(de)外形尺寸、更(geng)低的(de)(de)待(dai)機功耗(hao)和更(geng)高的(de)(de)效率。