極低待機(jī)功耗適配器的設(shè)計技巧及應(yīng)用方案

電源適配器廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、游戲機(jī)、打印機(jī)、DSL調(diào)制解調(diào)器和手機(jī)等領(lǐng)域，應(yīng)用規(guī)模非常龐大。而從人們的使用習(xí)慣來看，這些設(shè)備也有相當(dāng)比例的時間處于輕載或待機(jī)(空載)工作模式。因此，“能源之星”等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)在致力于提升這些設(shè)備所用電源適配器工作能效的同時，也注重提升輕載能效及降低待機(jī)能耗。

例如，美國環(huán)保署(EPA) 2.0版“能源之星”外部電源規(guī)范(簡稱EPA 2.0)在1.1版基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高了能效要求(見表1)，其中Ln為額定輸出功率的自然對數(shù)。

表1：美國環(huán)保署“能源之星”外部電源的1.1及2.0版規(guī)范。

不同適配器的功率等級相差較大，而根據(jù)IEC61000-3-2等標(biāo)準(zhǔn)的要求，功率大于75 W的電源需要增加功率因數(shù)校正(PFC)，低于75 W則無此要求。本文著重討論功率低于75 W適配器滿足EPA 2.0新規(guī)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(dǎo)體高性能、高能效控制器。

滿足能效規(guī)范的途徑

要滿足上述規(guī)范對外部電源工作能效及待機(jī)能耗的要求，我們首先需要分析清楚損耗的來源。事實上，就工作時的損耗來說，主要包括兩個方面，分別是開關(guān)損耗和由泄漏電感導(dǎo)致的損耗，這兩類損耗分別可以用等式(1)和等式(2)來量化：

等式(1)

等式(2)

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