做一個簡單的(de)數學計(ji)算，就很(hen)容(rong)易理解為(wei)什么政(zheng)府(fu)機構和手(shou)機制造(zao)商突然積極致力(li)降低手(shou)機充(chong)電(dian)(dian)(dian)器的(de)待(dai)機功耗(hao)了：全球手(shou)機用(yong)(yong)戶超過(guo)40億，而其中大多(duo)數用(yong)(yong)戶都習慣于即使在電(dian)(dian)(dian)池完(wan)全充(chong)滿并拔掉手(shou)機之后，仍然讓自(zi)己的(de)充(chong)電(dian)(dian)(dian)器保持連接(jie)狀態(tai)，因而會(hui)繼續(xu)耗(hao)電(dian)(dian)(dian)。根據諾基亞的(de)統計(ji)，移動設備使用(yong)(yong)期間用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)量的(de)三分之二是在空載模式下消耗(hao)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須具(ju)有(you)切實的(de)優勢，例(li)如合理的(de)成(cheng)本、易于實現(xian)和確定的(de)可靠性(xing)。

　　在(zai)這方面(mian)，飛兆半導體公司(si)為(wei)設計人員提供了相關IC，這些產品利用該公司(si)在(zai)集成和(he)(he)封裝領域的專業(ye)(ye)能(neng)力，在(zai)單一(yi)器件(jian)上整合了一(yi)個PWM控制(zhi)器、一(yi)個MOSFET(如果需要(yao))和(he)(he)多項保(bao)護(hu)功能(neng)，能(neng)夠幫助制(zhi)造(zao)商達到空(kong)載功耗不到30mW的5星級(ji)水(shui)平(ping)(只有業(ye)(ye)界平(ping)均功耗300mW的十分之(zhi)一(yi))以(yi)及(ji)±5%的輸出CV/CC容限，并且無須次級(ji)端控制(zhi)電路。

　　嚴格的空載容限

　　現在的(de)手(shou)機用(yong)戶(hu)要求繁多，包(bao)括大(da)尺寸的(de)觸(chu)摸屏(ping)、數百萬像素的(de)相機、藍(lan)牙及(ji)802.11 WiFi連接、全(quan)面的(de)網絡瀏覽、電(dian)郵和數據庫訪問、GPS導航、音樂及(ji)視頻(pin)下載，以及(ji)即(ji)將實現的(de)移(yi)動數字電(dian)視。所有這些熱門功能都(dou)需要使用(yong)電(dian)能。手(shou)機是經(jing)由電(dian)池(chi)供電(dian)的(de)，而電(dian)池(chi)可通過各種不同的(de)電(dian)源進(jin)行充電(dian)，如汽車上(shang)的(de)點(dian)煙器(電(dian)源轉換器)、商業飛機座椅上(shang)的(de)電(dian)源插座，還有筆(bi)記本電(dian)腦或臺式機上(shang)的(de)USB端口。

　　當(dang)然，最普(pu)遍的(de)充(chong)(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)源還是壁(bi)式AC電(dian)(dian)源插座和通常被稱為手(shou)機充(chong)(chong)電(dian)(dian)器的(de)外置AC/DC適配(pei)器，然而，這類設備大(da)多數都(dou)不是真(zhen)正的(de)充(chong)(chong)電(dian)(dian)器。充(chong)(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)路其實位于手(shou)機內(nei)部。

　　手機(ji)(ji)充(chong)電(dian)時平均僅需要(yao)2W的(de)功率(lv)，而筆記本電(dian)腦需要(yao)近100W，這也是手機(ji)(ji)充(chong)電(dian)器比(bi)筆記本電(dian)腦充(chong)電(dian)器小得多的(de)原因。盡管(guan)如此，由于(yu)全球手機(ji)(ji)用(yong)戶(hu)多達40億，而PC擁(yong)有者只有10億，故降(jiang)低用(yong)戶(hu)熟(shu)知(zhi)情況中的(de)待(dai)機(ji)(ji)功耗，即(ji)工程師熟(shu)知(zhi)條件(jian)下的(de)空載功耗，已成為當前的(de)一項關鍵(jian)設計考慮事項。

　　這些關注的(de)結果是采(cai)取(qu)一系列措施來提升效率和(he)降低空載功耗(hao)的(de)需求。其(qi)中(zhong)最新最嚴格的(de)是由全(quan)球前五(wu)大手機(ji)(ji)廠商提出的(de)一項自愿性的(de)充(chong)電(dian)(dian)器星級(ji)制協定，用(yong)以標志(zhi)在(zai)充(chong)電(dian)(dian)完成之(zhi)后，充(chong)電(dian)(dian)器仍插(cha)在(zai)壁(bi)式(shi)插(cha)座上時的(de)耗(hao)能量。該星級(ji)制從0星級(ji)開始，最高5星級(ji)。空載下額定待(dai)機(ji)(ji)功耗(hao)大于(yu)0.5W的(de)充(chong)電(dian)(dian)器為0星級(ji)標簽，待(dai)機(ji)(ji)功耗(hao)小于(yu)0.03W(30mW)的(de)為5星級(ji)(見表1)。通過比較，大多數(shu)現有手機(ji)(ji)的(de)待(dai)機(ji)(ji)功耗(hao)在(zai)150～300mW范圍。

這一(yi)點十分重(zhong)要，有必要再次重(zhong)申：要想獲得5星級標簽，充電器必須(xu)達到(dao)30mW或更低的空載(zai)功耗(見表1)，這比能源之星(level V)的閾值低90%。

嚴格的CV/CC容限為什么重要

　　目前，小型便攜式(shi)設備(bei)的(de)(de)電(dian)池都選擇鋰(li)離子(zi)技(ji)(ji)術。這種技(ji)(ji)術的(de)(de)優勢在于(yu)(yu)其尺(chi)寸(cun)小、能量密度大、自放(fang)電(dian)小，而且在尺(chi)寸(cun)和形狀方面(mian)具(ju)有極大的(de)(de)靈活性。鋰(li)離子(zi)電(dian)池一般適用(yong)于(yu)(yu)恒(heng)流(liu)/恒(heng)壓(CC/CV)充(chong)(chong)電(dian)方式(shi)；每(mei)種充(chong)(chong)電(dian)模式(shi)的(de)(de)時間長短取決于(yu)(yu)電(dian)池的(de)(de)容量和充(chong)(chong)電(dian)器的(de)(de)性能。

　　在(zai)最基本的形式下，即電(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)壓(ya)很低時，充(chong)電(dian)(dian)(dian)器(qi)進(jin)入恒(heng)流(liu)(CC)充(chong)電(dian)(dian)(dian)模式；這(zhe)時大部分(fen)充(chong)電(dian)(dian)(dian)能量(liang)都傳送給電(dian)(dian)(dian)池。一旦電(dian)(dian)(dian)池充(chong)電(dian)(dian)(dian)充(chong)到浮(fu)動(dong)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(電(dian)(dian)(dian)池斷開，零(ling)電(dian)(dian)(dian)流(liu)時，電(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)壓(ya)通常在(zai)4.2V左右)，系統將開始(shi)減小(xiao)充(chong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)，以保(bao)持(chi)所需的電(dian)(dian)(dian)壓(ya)――此所謂“恒(heng)壓(ya)”模式。

　　雖然(ran)實現起來比較簡單，但給手機充電(dian)(dian)(dian)實際上需要對浮動電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)區(qu)進行(xing)精(jing)確的(de)控(kong)制，才能獲得最大(da)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)容(rong)量，并延長電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)使(shi)用時間(jian)。不精(jing)確的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)調節可能會(hui)(hui)使(shi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)充電(dian)(dian)(dian)不足，導致電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)容(rong)量大(da)幅度減(jian)小。另(ling)一方面(mian)，如(ru)果充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)過高，電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)循環壽命會(hui)(hui)大(da)大(da)縮短。

　　鋰(li)離子電(dian)池的過度充電(dian)還可能造(zao)成(cheng)設備(bei)的災難性故障。

　　滿足30mW目標(biao)

　　對于設(she)計工程師(shi)來說，門檻突然被拔高了。不過，不妨回想(xiang)一(yi)下一(yi)年多前，那時(shi)(shi)的(de)情形與現在似乎并無二致。當時(shi)(shi)，手(shou)機電(dian)源供(gong)應商設(she)計出的(de)恒壓/恒流(CC/CV)適配器(qi)(qi)/充(chong)電(dian)器(qi)(qi)大受(shou)贊譽。在待機模(mo)式下，這(zhe)些適配器(qi)(qi)/充(chong)電(dian)器(qi)(qi)在120VAC時(shi)(shi)功(gong)耗為75mW，240VAC時(shi)(shi)為90mW，都(dou)滿足(zu)美(mei)國環(huan)保署能源之星(xing)規范中針對這(zhe)兩(liang)種輸入電(dian)壓制定的(de)0.5W的(de)要求(qiu)。

　　雖然30mW是(shi)一(yi)項極具挑(tiao)戰(zhan)性的(de)要求，不過飛兆(zhao)半導體(ti)公司的(de)第三代(dai)PSRPWM產品仍然能夠(gou)輕(qing)松滿(man)足。飛兆(zhao)半導體(ti)最新推出(chu)的(de)FSEZ1317器件集成(cheng)了(le)一(yi)個(ge)700V功(gong)率MOSFET(1A)，可節省空間和(he)成(cheng)本。其(qi)CV/CC容限從±10%緊(jin)縮至(zhi)±5%，同時，外(wai)部電(dian)阻和(he)電(dian)容的(de)數量從12個(ge)減少到(dao)了(le)5個(ge)(3個(ge)電(dian)阻，2個(ge)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(ci)外，由于次級端元件會產(chan)生功耗，能(neng)效也受到不利影響。

　　對于需要外部MOSFET的(de)設(she)計，工程師可選(xuan)擇飛(fei)兆(zhao)半(ban)導體的(de)FAN103PSR PWM控制(zhi)器(qi)。在眾多解決方案供(gong)應(ying)商中，只(zhi)有飛(fei)兆(zhao)半(ban)導體提供(gong)有獨立(li)式＋集成(cheng)式MOSFET PWM控制(zhi)器(qi)選(xuan)擇。

　　飛(fei)兆半導體的I C產品擁有節(jie)能(neng)性能(neng)的關鍵(jian)原(yuan)因在于(yu)它采用(yong)了高壓(ya)(HV)啟(qi)動(dong)電路(lu)、專(zhuan)(zhuan)有綠色控制(zhi)模式，以及專(zhuan)(zhuan)門開發的TRUECURRENT技術，后(hou)者利用(yong)PSR控制(zhi)反激式轉換器(qi)來(lai)調節(jie)輸(shu)出電流，無須(xu)次(ci)級(ji)反饋電路(lu)。該控制(zhi)器(qi)使用(yong)模擬(ni)信號處理和采樣技術，通(tong)過變壓(ya)器(qi)的初(chu)級(ji)端輔助繞組來(lai)調節(jie)輸(shu)出電壓(ya)/電流。利用(yong)這種方(fang)案，充(chong)電器(qi)能(neng)夠(gou)獲得(de)比傳統電路(lu)設(she)計更(geng)小的外(wai)形(xing)尺(chi)寸(cun)、更(geng)低(di)的待機功耗和更(geng)高的效率(lv)。