外部電源設(shè)計(jì)中新技術(shù)與芯片的應(yīng)用

    1  前言

    最近幾年電源產(chǎn)品已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)步，但與此同時(shí)，當(dāng)今能源浪費(fèi)的問題已成為國(guó)內(nèi)外越來(lái)越關(guān)注的問題，它反映在以下幾個(gè)方面：

    ⑴ 突出的問題包括：使用礦物燃料的能源資源是有限的，獲取能源的成本也在增加，礦物燃料的消耗也帶來(lái)其它負(fù)面影響(即環(huán)境污染)，而可替代能源資源還沒有成熱；

    ⑵ 所有的家電產(chǎn)品和電子設(shè)備都要消耗電力；

    ⑶ 不斷增長(zhǎng)的個(gè)人用電子產(chǎn)品通過(guò)使用適配器和充電器[外部電源(EPS)]也在消耗能源外部電源。

    每年到底消耗多少能源呢?能源浪費(fèi)的數(shù)量估算每年銷售的EPS為10億個(gè)以上；估算正在使用的EPS為100億個(gè)低效線性電源所占EPS的百分比為46% (幾乎一半)。如世界上某發(fā)達(dá)國(guó)家每年EPS浪費(fèi)的能源（30～60）BkW/小時(shí)，約浪費(fèi)（25～50）億美金，它等效于26個(gè)中等規(guī)模的電廠。
 
    2 用節(jié)能理念來(lái)推動(dòng)或重新設(shè)計(jì)

    電源在輕載時(shí)的高效率是關(guān)鍵因素。工作模式的效率是當(dāng)電源工作在25%、50%、75%及100%負(fù)載時(shí)效率的平均值。在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)持續(xù)的高效率比重載時(shí)的高效率更加重要，最理想的控制方案是隨負(fù)載的降低頻率也相應(yīng)地降低。

    為了解決電源系統(tǒng)提供更高的能量利用效率，國(guó)際上頒布了許多標(biāo)準(zhǔn)，如國(guó)際能源署“1W計(jì)劃”、美國(guó)新版能源之星、美國(guó)80PLUS等。有哪些新的EPS能效標(biāo)準(zhǔn)呢？

    新的外部電源(EPS)能效標(biāo)準(zhǔn)：適用于所有功率從小于1W到250W的單路輸出的外部電源(EPS)；等同于Energy Star(EPA)標(biāo)準(zhǔn)(CEC，CECP，AGO，EU);同時(shí)適用于AC-DC和AC-AC適配器及充電器;美國(guó)其它的州也會(huì)用的標(biāo)準(zhǔn)/法規(guī)正在進(jìn)行中；中國(guó)CECP標(biāo)準(zhǔn)從2005年1月1日開始生效；在澳大利亞從2006年4月1日開始生效；歐盟從2007年1月1日也將采用標(biāo)準(zhǔn)中工作模式時(shí)的相應(yīng)規(guī)定。

    隨著這些新標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，對(duì)電源設(shè)計(jì)有了新的挑戰(zhàn)。為此，需要有新的舉措來(lái)面對(duì)新的挑戰(zhàn)。首先就是要用節(jié)能理念來(lái)推動(dòng)或重新設(shè)計(jì)。即：節(jié)能已成為一個(gè)重要的設(shè)計(jì)要求；而今60%的現(xiàn)有方案都無(wú)法滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求；關(guān)于外部電源(EPS)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)頒布；不少公司新推出的產(chǎn)品系列能令您的設(shè)計(jì)符合所有日前及提議中的標(biāo)準(zhǔn).再則要用新技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，如為了降低待機(jī)模式的能耗，安森美半導(dǎo)體則側(cè)重于其他技術(shù)，如跳周期待機(jī)模式，PWM控制器主控 PFC(輕載時(shí)關(guān)斷PFC以降低待機(jī)能耗)。此外，將諸多新技術(shù)和功能集成到芯片內(nèi)，如DDS(動(dòng)態(tài)自供電)、頻率抖動(dòng)、Soxy-less(無(wú)線圈去磁檢測(cè))等，可起到簡(jiǎn)化外圍電路設(shè)計(jì)的作用，也相應(yīng)減少了功率損耗。值此僅就選擇節(jié)能芯片和利用智能電源管理技術(shù)節(jié)省能源二個(gè)方面加以研對(duì)。
 
    3 節(jié)能芯片的選擇

    3.1  Link Switch-LP器件特點(diǎn)及工作方式

    ⑴　LinkSwitch-LP系列的產(chǎn)品特性

[$page]    易于設(shè)計(jì)、外圍元件數(shù)目很少的解決方案；原邊電路控制器在負(fù)載超過(guò)峰值功率點(diǎn)時(shí)限制了輸出電流，無(wú)需電流檢測(cè)電阻；完善的故障保護(hù)—過(guò)熱、短路及開環(huán)；可在通用輸入電壓范圍(85VAC-265VAC)內(nèi)操作；圖1為典型應(yīng)用的簡(jiǎn)化電路(a)及輸出特性(b)，突出的特點(diǎn)是節(jié)能技術(shù)：無(wú)需任何附加元件，輕松達(dá)到全球所有的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)；在265VAC輸入時(shí)的空載能耗<150mW；開/關(guān)控制可在極輕負(fù)載時(shí)具備恒定的效率，是達(dá)到強(qiáng)制性CEC標(biāo)準(zhǔn)的理想選擇。