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电源适配器广泛应用于笔记本电脑、游戏机、打印机、DSL调制解调器和手机等领域,应用规模非常庞大。而从人们的使用习惯来看,这些设备也有相当比例的时间处于轻载或待机(空载)工作模式。
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极低待机功耗适配器的设计及应用极低待机功耗适配器的设计及应用
电源适配器广泛应用于笔记本电脑、游戏机、打印机、DSL调制解调器和手机等领域,应用规模非常庞大。而
从人们的使用习惯来看,这些设备也有相当比例的时间处于轻载或待机(空载)工作模式。
电源
例如,美国环保署(EPA) 2.0版“能源之星”外部电源规范(简称EPA 2.0)在1.1版基础上进一步提高了能效要求(见表1),其中
Ln为额定输出功率的自然对数。
表1:美国环保署“能源之星”外部电源的1.1及2.0版规范。
不同适配器的功率等级相差较大,而根据IEC61000-3-2等标准的要求,功率大于75 W的电源需要增加功率因数校正
(PFC),低于75 W则无此要求。本文着重讨论功率低于75 W适配器满足EPA 2.0新规范所需要的特性,以及能够提供这些所
需特性的安森美半导体高性能、高能效控制器。
满足能效规范的途径
要满足上述规范对外部电源工作能效及待机能耗的要求,我们首先需要分析清楚损耗的来源。事实上,就工作时的损耗来
说,主要包括两个方面,分别是开关损耗和由泄漏电感导致的损耗,这两类损耗分别可以用等式(1)和等式(2)来量化:
从这两个等式中可以看出,要提升工作能效,有两种途径:一是降低开关频率(FSW),即在轻载时采用频率反走技术;二
是降低关闭时的漏极电压(VDRAIN(turn-off)),相应地可以采用谷底开关技术。
而就待机模式而言,一个重要的损耗来源于启动电路的静态损耗,即启动电阻持续地从大电容消耗电流,造成功率损耗。
而降低启动电路损耗的途径有多种,如采用具有极低启动电流的控制器、采用关断时泄漏电流极低的集成启动电流源,以及连
接启动电路至半波整流交流输入等。
NCP1237/38/87/88控制器的关键特性
NCP1237、NCP1238、NCP1287和NCP1288是安森美半导体推出的新一代固定频率脉宽调制(PWM)控制器,用于需要
高性价比、可靠性、设计灵活性和低待机能耗的应用,如笔记本、LCD显示器、游戏机和打印机的交流-直流(AC-DC)适配
器,以及DVD和机顶盒(STB)等消费电子应用。
这系列器件包含一系列关键特性,帮助提升适配器的能效及降低待机能耗。例如,一般控制器需要启动电阻来从整流交流
线路电压启动控制器,而在正常工作期间,这启动电阻还持续消耗功率。相比较而言,NCP1237/38/87/88系列控制器内置启
动场效应管(FET),这FET用作高压电流源。输入交流电压施加在适配器上时,这个电流源为控制器的VCC电容供电。这种高
压启动电路在正常工作条件下关闭(这时由反激辅助绕组提供偏置电压以省电),消耗的功率极低;同时,控制器无需启动电阻
(参见图1),帮助降低待机能耗,减少元件数量及节省电路板空间。
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weixin_38713586
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