極低待機功耗適配器的設計技巧及應用方案

電源適配器廣泛應用于筆記本電腦、游戲機、打印機、DSL調制解調器和手機等領(lǐng)域，應用規模非常龐大。而從人們的使用習慣來(lái)看，這些設備也有相當比例的時(shí)間處于輕載或待機(空載)工作模式。因此，“能源之星”等規范標準在致力于提升這些設備所用電源適配器工作能效的同時(shí)，也注重提升輕載能效及降低待機能耗。

例如，美國環(huán)保署(EPA) 2.0版“能源之星”外部電源規范(簡(jiǎn)稱(chēng)EPA 2.0)在1.1版基礎上進(jìn)一步提高了能效要求(見(jiàn)表1)，其中Ln為額定輸出功率的自然對數。

表1：美國環(huán)保署“能源之星”外部電源的1.1及2.0版規范。

不同適配器的功率等級相差較大，而根據IEC61000-3-2等標準的要求，功率大于75 W的電源需要增加功率因數校正(PFC)，低于75 W則無(wú)此要求。本文著(zhù)重討論功率低于75 W適配器滿(mǎn)足EPA 2.0新規范所需要的特性，以及能夠提供這些所需特性的安森美半導體高性能、高能效控制器。

滿(mǎn)足能效規范的途徑

要滿(mǎn)足上述規范對外部電源工作能效及待機能耗的要求，我們首先需要分析清楚損耗的來(lái)源。事實(shí)上，就工作時(shí)的損耗來(lái)說(shuō)，主要包括兩個(gè)方面，分別是開(kāi)關(guān)損耗和由泄漏電感導致的損耗，這兩類(lèi)損耗分別可以用等式(1)和等式(2)來(lái)量化：

等式(1)

等式(2)

從這兩個(gè)等式中可以看出，要提升工作能效，有兩種途徑：一是降低開(kāi)關(guān)頻率(FSW)，即在輕載時(shí)采用頻率反走技術(shù)；二是降低關(guān)閉時(shí)的漏極電壓(VDRAIN(turn-off))，相應地可以采用谷底開(kāi)關(guān)技術(shù)。