飛兆半導(dǎo)體公司為設(shè)計(jì)人員提供了在單一器件上整合了一個(gè)PWM控制器,、一個(gè)MOSFET(如果需要)和多項(xiàng)保護(hù)功能，能夠幫助制造商達(dá)到空載功耗不到30mW的5星級(jí)水平(只有業(yè)界平均功耗300mW的十分之一)以及±5%的輸出CV/CC容限，并且無(wú)須次級(jí)端控制電路,。

嚴(yán)格的空載容限

現(xiàn)在的手機(jī)用戶要求繁多,，包括大尺寸的觸摸屏,、數(shù)百萬(wàn)像素的相機(jī),、藍(lán)牙及802.11 WiFi連接、全面的網(wǎng)絡(luò)瀏覽,、電郵和數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn),、GPS導(dǎo)航、音樂(lè)及視頻下載,，以及即將實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)數(shù)字電視,。所有這些熱門功能都需要使用電能。手機(jī)是經(jīng)由電池供電的,，而電池可通過(guò)各種不同的電源進(jìn)行充電,，如汽車上的點(diǎn)煙器(電源轉(zhuǎn)換器)、商業(yè)飛機(jī)座椅上的電源插座,，還有筆記本電腦或臺(tái)式機(jī)上的USB端口,。

當(dāng)然，最普遍的充電電源還是壁式AC電源插座和通常被稱為手機(jī)充電器的外置AC/DC適配器,，然而,，這類設(shè)備大多數(shù)都不是真正的充電器。充電電路其實(shí)位于手機(jī)內(nèi)部,。

手機(jī)充電時(shí)平均僅需要2W的功率,，而筆記本電腦需要近100W，這也是手機(jī)充電器比筆記本電腦充電器小得多的原因,。盡管如此，由于全球手機(jī)用戶多達(dá)40億,，而PC擁有者只有10億,，故降低用戶熟知情況中的待機(jī)功耗，即工程師熟知條件下的空載功耗,，已成為當(dāng)前的一項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)考慮事項(xiàng),。

這些關(guān)注的結(jié)果是采取一系列措施來(lái)提升效率和降低空載功耗的需求。其中最新最嚴(yán)格的是由全球前五大手機(jī)廠商提出的一項(xiàng)自愿性的充電器星級(jí)制協(xié)定,，用以標(biāo)志在充電完成之后,，充電器仍插在壁式插座上時(shí)的耗能量,。該星級(jí)制從0星級(jí)開始，最高5星級(jí),?？蛰d下額定待機(jī)功耗大于0.5W的充電器為0星級(jí)標(biāo)簽，待機(jī)功耗小于0.03W(30mW)的為5星級(jí)(見表1),。通過(guò)比較,，大多數(shù)現(xiàn)有手機(jī)的待機(jī)功耗在150～300mW范圍。

這一點(diǎn)十分重要,，有必要再次重申：要想獲得5星級(jí)標(biāo)簽,，充電器必須達(dá)到30mW或更低的空載功耗(見表1)，這比能源之星(level V)的閾值低90%,。



嚴(yán)格的CV/CC容限為什么重要

目前,，小型便攜式設(shè)備的電池都選擇鋰離子技術(shù)。這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)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(shí)間長(zhǎng)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(shí),，充電器進(jìn)入恒流(CC)充電模式;這時(shí)大部分充電能量都傳送給電池,。一旦電池充電充到浮動(dòng)電壓(電池?cái)嚅_，零電流時(shí),，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(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單,，但給手機(jī)充電實(shí)際上需要對(duì)浮動(dòng)電壓區(qū)進(jìn)行精確的控制，才能獲得最大電池容量,，并延長(zhǎng)電池使用時(shí)間,。不精確的電池電壓調(diào)節(jié)可能會(huì)使電池充電不足，導(dǎo)致電池容量大幅度減小,。另一方面,，如果充電電壓過(guò)高，電池的循環(huán)壽命會(huì)大大縮短,。鋰離子電池的過(guò)度充電還可能造成設(shè)備的災(zāi)難性故障,。

滿足30mW目標(biāo)

對(duì)于設(shè)計(jì)工程師來(lái)說(shuō)，門檻突然被拔高了。不過(guò),，不妨回想一下一年多前,，那時(shí)的情形與現(xiàn)在似乎并無(wú)二致。當(dāng)時(shí),，手機(jī)電源供應(yīng)商設(shè)計(jì)出的恒壓/恒流(CC/CV)適配器/充電器大受贊譽(yù),。在待機(jī)模式下，這些適配器/充電器在120VAC時(shí)功耗為75mW,，240VAC時(shí)為90mW,，都滿足美國(guó)環(huán)保署能源之星規(guī)范中針對(duì)這兩種輸入電壓制定的0.5W的要求。

雖然30mW是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的要求,，不過(guò)飛兆半導(dǎo)體公司的第三代PSR PWM產(chǎn)品仍然能夠輕松滿足,。飛兆半導(dǎo)體最新推出的FSEZ1317器件集成了一個(gè)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(shí)，外部電阻和電容的數(shù)量從12個(gè)減少到了5個(gè)(3個(gè)電阻,，2個(gè)電容),。

這種PSR PWM控制器可實(shí)現(xiàn)非常精確的CC/CV調(diào)節(jié)，且無(wú)須其他解決方案所需的次極端電壓或電流反饋電路,。對(duì)設(shè)計(jì)人員而言,，在電池充電器應(yīng)用中采用次極端反饋電路來(lái)進(jìn)行CV/CC輸出調(diào)節(jié)的傳統(tǒng)方案已不再有吸引力，因?yàn)槠涑杀靖?，器件?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(jí)端元件會(huì)產(chǎn)生功耗,，能效也受到不利影響。