關(guān)斷PFC+跳周期——安森美降低待機能耗新方案

近年來(lái)，隨著(zhù)人們對能源問(wèn)題的日益關(guān)注，美國能源之星、歐洲藍天使以及中標認證中心等都制訂了相應的待機能耗規范。據統計，美國能源之星項目?jì)H在2003年就節約了足夠為2000萬(wàn)個(gè)家庭供電的電力，節約電費超過(guò)90億美元。中國現在剛剛起步，根據CECP的初步計算，單是彩電一項，至2011年可累計節省超過(guò)60億人民幣。

PFC應對適配器功率颼升
幾年前，由于當時(shí)的處理器速度尚低于1GHz，筆記本電腦電源適配器所提供的平均功率大約為40W，而且包括外圍設備在內的總功耗依然可以用傳統的轉換方法來(lái)管理。但是，隨著(zhù)高速處理器的推出，對離線(xiàn)電源的要求也正在快速提高。目前在大屏幕便攜式計算機和液晶電視機中使用高達150W功率的適配器已非罕見(jiàn)，因此日益提高的輸出功率自然給電源插座帶來(lái)了更大的負荷。當幾個(gè)高功率適配器共享一個(gè)公共插座或者一個(gè)分布式線(xiàn)路架構時(shí)，這個(gè)問(wèn)題將變得尤為重要。在這種情況下，使用功率因數校正（PFC）前端電路不僅可減小插座的負荷，確保電路中正弦電流的純凈，同時(shí)還可大大降低對所連接的其他設備的干擾。

PFC段電路加重待機負擔
盡管PFC有效的解決了適配器功率日益增加的問(wèn)題，但是，對整個(gè)系統來(lái)講，增加一個(gè)前端電路會(huì )增加設備在輕載或者空載情況下的功耗。正如安森美電源轉換產(chǎn)品部總監Andy Williams先生所說(shuō)：“對于一個(gè)150W的PFC段而言，功耗可以高達200mW@230VAC。在這種狀態(tài)下，要令150W適配器的待機功耗低于300mW尤為困難，而要令90W系統的待機功耗低于100mW更加不可能?！绷硗?，在一些應用中，當轉換器的負載降低至400mW時(shí)，其能耗可低于1W，但若要保持PFC持續工作便很難達到設計目標。因此關(guān)斷PFC成為了在空載或輕載狀態(tài)下降低能耗的關(guān)鍵。
關(guān)斷PFC段
“電源脈沖寬度調制（PWM）控制器知道當轉換器負載減小時(shí)如何降低它所提供的功率，所以可以生成一個(gè)信號來(lái)表明待機狀態(tài)，并且斷開(kāi)PFC控制器?！?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/安森美">安森美應用技術(shù)經(jīng)理Christophe Basso表示。這恰是安森美公司所采用的技術(shù)，通過(guò)低電阻信號將PWM控制器Vcc連接到PFC控制電路，并在正常負載條件下對其供電。當負載減小時(shí)，PWM檢測到待機模式，然后關(guān)斷PFC控制器，于是能耗降至最??；相反，如果負載重新出現在輸出端，則內部SW接通并啟動(dòng)PFC。
對于交流-直流適配器或電源不斷提出的新要求，意味著(zhù)功率輸出水平一直在上升?？紤]到對緊湊性的要求，這些更高的功率意味著(zhù)需要一個(gè)有效的功率因數校正電路。正是有了一種創(chuàng )新的架構，新近引入的硅集成電路方案才可以處理增加PFC的問(wèn)題，而不損害總的電源待機性能。而且，據Basso介紹，由新一代電路構成的電路板也可以通過(guò)最小功率測試，其中400mW輸出功率的總效率可超過(guò)40%。

跳轉周期
由于在待機狀態(tài)幾乎不傳送任何功率，所以按照傳統的方法使連續的脈沖電流從MOSFET中流過(guò)則會(huì )增加功耗。安森美公司的跳周期技術(shù)就是通過(guò)當進(jìn)入待機狀態(tài)時(shí)，使控制器跳過(guò)不必要的開(kāi)關(guān)周期從而實(shí)現降低功耗?！昂翢o(wú)疑問(wèn)這會(huì )引起輕微的輸出波動(dòng)，但是在安靜期內就不會(huì )再有任何開(kāi)關(guān)損耗?！?Williams表示。
談及對中國市場(chǎng)的戰略時(shí)，安森美亞太區模擬集成電路產(chǎn)品經(jīng)理蔣家亮先生表示：“中國不僅是各種家用電器、個(gè)人電腦、無(wú)線(xiàn)手機、音響、VCD/DVD播放機的消費大國，也正在成為這些產(chǎn)品的世界性設計與生產(chǎn)基地之一。加速提高本地化的電源管理解決方案設計與制造能力，具有十分重要的意義?！睋私?，安森美公司在中國的業(yè)務(wù)增長(cháng)快速，包括海爾、恒基偉業(yè)、聯(lián)想和TCL等國內頂級制造商均采用了該公司的電源芯片。