創(chuàng )新開(kāi)關(guān)轉換設計省去30%元件

　　“利用高精度初級側控制，可實(shí)現精確調節的恒壓/恒流 (CV/CC) 電源設計，所使用的元件數量要比典型的次級側設計至少減少30%。

　　“利用高精度初級側控制，可實(shí)現精確調節的恒壓/恒流 (CV/CC) 電源設計，所使用的元件數量要比典型的次級側設計至少減少30%。新器件在整個(gè)負載范圍內帶載效率比能源之星2.0要求高出10%，空載功耗要比允許限值低90%......”——這是PI（Power Integrations）公司全球市場(chǎng)傳訊總監Peter Rogerson在向《EDN China》描述他們最新推出的開(kāi)關(guān)轉換芯片LinkSwitch-II系列特性時(shí)所做的概述。

　　省去次級電路

　　對于PI而言,LinkSwitch-II的推出具有跨時(shí)代的意義?？偟膩?lái)看,新器件的特性包括：極大簡(jiǎn)化CV/CC轉換器的設計、嚴格的CV/CC容差、可提供電纜壓降補償而無(wú)需額外的外圍元件、補償變壓器容差和補償溫度影響、先進(jìn)的安全保護功能、過(guò)熱過(guò)流和過(guò)壓保護、空載功耗不足30mW、無(wú)鹵素。

　　對于電源產(chǎn)品而言，綠色環(huán)保的要求越來(lái)越高,主要體現在功耗和材料上。將于今年11月份正式生效的能源之星2.0版新規范提出了更嚴格的帶載效率要求和更低的空載功耗要求。例如，規定2.5 W（5 V，0.5 A）外部電源的最低效率必須達到72.3%（1.1版為63.5%），高于美國《2007能源獨立和安全法案》所規定的64.5%的標準。新規范要求空載功耗應低于300mW（1.1版及EISA2007的要求為500mW）。此外，如果外部電源的額定輸入功率為100W或更高，那么在115V、60Hz條件下進(jìn)行測試時(shí)，它在100%額定負載點(diǎn)的真功率因數還必須達到0.9甚至更大。

　　過(guò)去，包括PI產(chǎn)品在內的開(kāi)關(guān)電源一般采用次級電路檢測輸出電壓，并將誤差信號反饋回到初級側控制器。LinkSwitch-II使用變壓器繞組檢測輸出電壓，省去次級電路。新器件的創(chuàng )新設計使之在設計精確輸出CV/CC 轉換器時(shí)可以省去光耦器、所有次級側CV/CC 控制電路以及所有控制環(huán)路補償電路（圖1），即可省去多達30%的元件，并因此消除了次級側元件的功耗。

　　Rogerson表示，在使用LinkSwitch-II設計的5 W(5V/1A)手機充電器設計范例中，對115VAC~230VAC輸入范圍條件下25%、50%、75%和100%負載點(diǎn)的測試表明，電源的平均效率達到75%，完全滿(mǎn)足能源之星2.0對外部電源的要求。由于LinkSwitch-II中集成有開(kāi)/關(guān)控制電路，再加上其IC功耗低、無(wú)需次級側電流檢測電阻和控制電路，使得電源在整個(gè)負載范圍內均具有恒定的效率，且空載功耗低于30mW。

　　增強輸出電壓電流的精確度

　　另一方面，通過(guò)補償變壓器容差、輸入電壓變化、環(huán)境溫度和充電器輸出電纜中的壓降，LinkSwitch-II進(jìn)一步增強了輸出電壓及電流的精確度。PI提供給EDN China的資料顯示，由于集成了更為精確的補償功能，能夠對變壓器容差、輸入電壓變化、輸出電纜壓降（僅限LNK61x）和外圍元件溫度漂移進(jìn)行補償，因此可以在0℃ ~ 100℃的溫度范圍內分別實(shí)現±5%和±10%的輸出CV/CC 容差。Rogerson強調，在省去次級側控制電路的情況下,實(shí)現這樣的容差級別是相當不容易的。

　　LinkSwitch-II具有頻率抖動(dòng)功能，可以降低EMI濾波器的成本。在安全保護功能上,新器件提供自動(dòng)重啟動(dòng)輸出短路保護和遲滯熱關(guān)斷。此外，新器件還滿(mǎn)足IEC 60950-1 HV對漏極引腳與所有其它引腳之間的爬電要求，并能安全處理所有單點(diǎn)故障。

　　Rogerson表示,LinkSwitch-II非常適合手機和無(wú)繩電話(huà)充電器、高亮度LED 驅動(dòng)器以及其它要求精確恒壓或恒流輸出的應用。據悉，PI目前已完成相關(guān)參考設計套件、說(shuō)明視頻及三個(gè)參考設計報告（RDR 157、158和159）。新的參考設計套件(RDK-160)包括所有適用于設計5.5W以下的CV/CC適配器的三款完整設計。第一個(gè)參考設計(RD-157)符合中國政府所出臺的CV/CC手機充電器標準。該設計具有精確調節、效率極高的特點(diǎn)，而且空載功耗非常低，其使用的元件數量也是目前市面上最少的；第二個(gè)參考設計(RD-158)適用于高功率手機充電器，應用范圍包括高端手機、PDA及其它便攜式個(gè)人裝置，這些產(chǎn)品都需要大功率充電器為耗電的鋰離子電池組快速充電。該設計的輸出功率為5.5W（5V，±250 mV），具有與其它參考設計同樣的精確度和高效率；第三個(gè)參考設計(RD-159)適用于無(wú)繩電話(huà)適配器。由于無(wú)繩電話(huà)適配器與電話(huà)系統電氣連接，極容易受到雷擊及其它高壓浪涌和瞬態(tài)負載的影響并進(jìn)而損壞設備，因此無(wú)繩電話(huà)適配器始終面臨著(zhù)特殊的設計挑戰。RD-159設計能夠抵抗10kV的浪涌，并以±250mV的精確度始終為電話(huà)提供可靠的電源。

　　雖然在PI整個(gè)產(chǎn)品線(xiàn)中,LinkSwitch只占很小的比重,但Rogerson表示，PI相信新一代器件的創(chuàng )新技術(shù)將進(jìn)一步推動(dòng)PI在綠色電源領(lǐng)域的競爭力，在半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展放緩的當下,PI并沒(méi)有調低他們的盈利預期。