PI高效率充電適配器設計解決方案

　　中心議題：

　　手機充電適配器設計

　　解決方案：

　　變壓器、整流二極管、EMI控制是設計的關鍵

　　優化轉換器在整個負載范圍內的效率

　　選用40V肖特基二極管

　　LinkSwitch-II器件集成多個可降低EMI的有用功能

　　由iPhone所引領的新一代手機與前代手機相比，其功能更為豐富。這些全功能手機如今已成為消費者的必備用品，它們的最大特點是具有大屏幕、能夠上網、支持GPS并自帶多媒體播放器，而所有這些基本功能都離不開電源。手機用戶通常在電池電量快用完時才開始充電，因此他們特別希望手機充電器具備快速充電能力。此外，手機充電器在充完電后往往會繼續插在插座上,因此充電器除了能以高效率提供高充電電流外，還必須在未拔下時(空載條件下)消耗盡可能少的電能。若要設計出一款既能滿足上述條件、對制造商而言經濟可行，又能符合所有EMI要求的電源，必須同時考慮到諸多因素。

　　充電器和外部電源所消耗的總電量在住宅總用電量中占有很大的比重，這個問題已經引起了世界上各監管的注意。許多國家的全國性標準都是參照美國的能源之星規范建立起來的。能源之星外部電源2.0版(Energy Star EPSV2.0)規范根據輸出功率的不同為要求的效率設定了滑動標準。對于5W充電器而言，其效率必須高于68%。滿足這一限值可并非易事，這將會使如今市場上的大部分充電器被迫重新設計，或者停止銷售。

　　手機制造商們也主張提高能效要求，因為降低能耗可以作為衡量企業勇于承擔社會責任和吸引有環保意識的消費者的一種手段。在2008年年底，世界五大手機制造商(諾基亞、三星、索尼愛立信、摩托羅拉和LG)聯合制定了手機充電器星級分級制度。為達到嚴格的五星級標準，充電器在空載模式下的功耗將不得超過0.03W(30mW),這一數字僅為當前正在實施的能源之星EPS規范2.0版所規定限值的十分之一。

　　Power Integrations(PI)作為集成電路生產商，致力于幫助電源設計師達到這些嚴格的規范要求。該公司開發出了一款5V 5W反激式充電器/適配器電路(詳見《參考設計DI-158》)，其整個負載范圍內的平均效率可達74%，比能源之星EPS 2.0版的要求高出6%。圖1為能源之星對59款不同型號的外部電源進行測試的結果。無需增加設計復雜度，DI-158便可獲得極高的性能，并能在生產環境中重復制造。