降低充電器和適配器無(wú)負載總功耗研究

本文簡(jiǎn)要介紹如何利用ST的二次側器件TSM家族降低充電器和電源適配器的無(wú)負載功耗，這個(gè)家族具有精確的電壓和電流調節功能，而且在無(wú)負載條件下可以使整個(gè)系統在無(wú)負載條件下將總功耗降到近100mW。

　　TSM101x家族產(chǎn)品集成了一個(gè)電壓基準器件和兩個(gè)運算放大器，是高度集成的需要恒壓（CV）和恒流（CC）模式的開(kāi)關(guān)電源解決方案。電壓基準器件和一個(gè)運算放大器的集成使之成為理想的電壓控制器。另外一個(gè)運算放大器再與這個(gè)集成的電壓基準器件和幾個(gè)外部電阻器配合，可以起到一個(gè)限流器的功能。

　　這些產(chǎn)品用于要求恒壓和輸出限流的充電器以及適配器，可以用于電壓參考精度在0.5%到1%之間的各類(lèi)應用。

　　在一個(gè)典型的充電器和適配器系統內，不同的因素都會(huì )在無(wú)負載條件下提高總功耗。但是，從廣度上說(shuō)，總功耗可以分成二次側產(chǎn)生的功耗（Pout）和一次側產(chǎn)生的功耗（Pin）。

　　二次側功耗

　　本文著(zhù)重介紹如何降低二次側功耗，所以，我們從思考開(kāi)關(guān)電源應用二次側的典型電路圖開(kāi)始介紹，見(jiàn)下圖1。

　　恒流-恒壓標準器件是一個(gè)集成了兩個(gè)運算放大器的單片集成電路。在這兩個(gè)運算放大器中，一個(gè)是獨立的器件，而另一個(gè)的非逆變輸入與一個(gè)2.5V固定電壓基準電路相連。ST的TSM103W是這種二次側器件的一個(gè)典型應用。

　　恒流-恒壓器件通常是并聯(lián)電路，這意味著(zhù)內部電流發(fā)生器需要一個(gè)外電源，以極化并將基準電壓固定在2.5V （Vref = 2.5V）。

　　如果我們假定Vout連接一個(gè)沒(méi)電的電池，我們將會(huì )看到圖2的輸出電壓-電流特性曲線(xiàn)。

　　從圖2中我們不難看出，負載采用逐漸充電方式，先提高電流，然后再提高電壓，以便壓降達到最小值。這種逐漸充電的方法確保電流得到限制，實(shí)現穩定的電流。此后，電壓開(kāi)始上升（同時(shí)電流保持恒定），直到恒定的電壓值為止。

　　在一個(gè)典型的適配器應用中，最大輸出電壓20V（無(wú)負載條件下），最小輸出電壓5V（維持恒流的最小電壓值）。

　　為了維持Vout_min = 5V， Vcc_min = 5V，給Vref加偏壓所需的最小電流值1mA，這表示：

　　因此，為了維持Vout_min = 5V，我們必須將基準電阻固定在Rref = 2.5k健

　　既然我們固定了基準電阻Rref，我們就應該考慮Vout_max = 20V的無(wú)負載條件。根據下面的公式：

　　二次側的總功耗通過(guò)下面的公式計算：Pout =