能夠滿足 30mW 待機功耗要求的實用手機充電器解決方案

嚴格的CV/CC容限為什么重要
目前，小型便攜式設備的電池都選擇鋰離子技術。這種技術的優(yōu)勢在于其尺寸小、能量密度大、自放電小，而且在尺寸和形狀方面具有極大的靈活性。鋰離子電池一般適用于恒流/恒壓(CC/CV)充電方式；每種充電模式的時間長短取決于電池的容量和充電器的性能。

在最基本的形式下，即電池電壓很低時，充電器進入恒流(CC)充電模式；這時大部分充電能量都傳送給電池。一旦電池充電充到浮動電壓(電池斷開，零電流時，電池電壓通常在4.2V左右)，系統(tǒng)將開始減小充電電流，以保持所需的電壓——此所謂“恒壓”模式。

雖然實現(xiàn)起來比較簡單，但給手機充電實際上需要對浮動電壓區(qū)進行精確的控制，才能獲得最大電池容量，并延長電池使用時間。不精確的電池電壓調節(jié)可能會使電池充電不足，導致電池容量大幅度減小。另一方面，如果充電電壓過高，電池的循環(huán)壽命會大大縮短。鋰離子電池的過度充電還可能造成設備的災難性故障。

滿足30mW目標
對于設計工程師來說，門檻突然被拔高了。不過，不妨回想一下一年多前，那時的情形與現(xiàn)在似乎并無二致。當時，手機電源供應商設計出的恒壓/恒流(CC/CV)適配器/充電器大受贊譽。在待機模式下，這些適配器/充電器在120VAC時功耗為75mW，240VAC時為90mW，都滿足美國環(huán)保署能源之星規(guī)范中針對這兩種輸入電壓制定的0.5W的要求。

雖然30mW是一項極具挑戰(zhàn)性的要求，不過飛兆半導體公司的第三代PSR PWM產(chǎn)品仍然能夠輕松滿足。飛兆半導體最新推出的FSEZ1317器件集成了一個700V功率MOSFET(1A)，可節(jié)省空間和成本。其CV/CC容限從±10%緊縮至±5%，同時，外部電阻和電容的數(shù)量從12個減少到了5個(3個電阻，2個電容)。

這種PSR PWM控制器可實現(xiàn)非常精確的CC/CV調節(jié)，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(jié)的傳統(tǒng)方案已不再有吸引力，因為其成本高，器件數(shù)目多，這意味著需要更多的板上空間和更大的充電器。此外，由于次級端元件會產(chǎn)生功耗，能效也受到不利影響。

對于需要外部MOSFET的設計，工程師可選擇飛兆半導體的FAN103 PSR PWM控制器。在眾多解決方案供應商中，只有飛兆半導體提供有獨立式＋集成式MOSFET PWM控制器選擇。

飛兆半導體的IC產(chǎn)品擁有節(jié)能性能的關鍵原因在于它采用了高壓(HV)啟動電路、專有綠色控制模式，以及專門開發(fā)的TRUECURRENT技術，后者利用PSR控制反激式轉換器來調節(jié)輸出電流，無須次級反饋電路。該控制器使用模擬信號處理和采樣技術，通過變壓器的初級端輔助繞組來調節(jié)輸出電壓/電流。利用這種方案，充電器能夠獲得比傳統(tǒng)電路設計更小的外形尺寸、更低的待機功耗和更高的效率。