PowerLab 筆記：AC/DC 電話及平板電腦充電器

很明顯，智能手機與平板電腦時代已經改變了每個人的生活。然而電源設計人員可能是唯一注意到這些產品制造商還掀起了 AC/DC 適配器革命的人。畢竟沒有人愿意把自己的小型智能手機插在碩大的電源上

還記得十年前這些龐大的“墻插式電源”嗎？

除外形小巧外，充電器還必須盡量低成本、高效率。

就在幾年以前，有人曾邀請我為一家大型售后配件制造商設計一款 5W 智能手機充電器。我嘗試采用一款我們行業標準的低成本固定頻率控制器來設計該充電器，但未能成功。尺寸要求結果只是我所面臨的難題之一。滿負載及空載條件下的功耗與整體解決方案成本需要一款新型控制器。在最初有人這樣要求之后，其它類似的商機也開始有規律地涌現。經過幾次不成功的嘗試后，我就放棄了。

幸運的是 2012 年德州儀器 (TI) 推出了UCC28700/UCC28710系列反激式控制器。最后，我有了設計 AC/DC 充電器所需的工具，設計出的充電器在尺寸、效率及成本上都可媲美或超越現有充電器。采用專門為自己的應用構建的控制器，可大幅簡化電源設計。

Brian 演示 UCC28700 5W 適配器參考設計

該全新系列部件具有我非常需要的特性，包括：

• 支持更高效率的準諧振控制；
• 猝發模式工作；
• 可最大限度降低空載功耗的低啟動電流；
• 一次側調節無需光耦合器，可降低成本、縮小尺寸。

該適配器的設計并非看上去那么復雜。由于控制電池充電的器件實際所處的位置在電話或平板電腦內部，因此“充電器”一詞可能有點用詞不當。AC/DC 充電器實際上就是把 5 伏電壓提供給 USB 端口的電源。

訣竅就是把它做小。我花了大量設計時間在互聯網上“購買”尺寸盡量小而且又能滿足所有設計需求的輸入電容器、FET 及輸出電容器。

最大限度提高效率不僅對滿足最新效率標準要求很重要，而且也對最大限度縮小尺寸很重要。如果把 2.7W 的耗散放在 1 英寸的立方體內，外部環境溫度就會提升 35 攝氏度。如果電源耗散超過該水平，就需要增大產品尺寸。這就解釋了準諧振控制是一項重要特性的原因。

認真選擇沒有太大損耗的低價格FET非常關鍵。例如在PMP8363中，我從一個分銷商網站上選擇了標價 0.21 美元的 3.5 歐姆 FET。這是個很不錯的起價，大批量客戶通過直接購買應該還能夠獲得更低的價格。更不錯的是這種 FET 在最大負載條件下，耗散不足 0.25W。

PMP8363的效率圖

以上效率圖說明即便在5V輸出電壓下，準諧振控制也能實現超過80%的效率

下面是我和我的同事在PowerLab上發表的幾項智能手機及平板電腦充電器參考設計：

• PMP8363— 10W 方型平板電腦充電器；
• PMP8286— 支持通用設備檢測功能的 10W 方型平板電腦充電器；
• PMP4351— 單片 PCB 上構建的 10W 平板電腦充電器；
• PMP8757— 5W 方型智能手機充電器；
• PMP4335— 單片 PCB 上的 5W 智能手機充電器；
• PMP4344— 單片 PCB 上的 6W 智能手機充電器。

*注：如果您對汽車充電器有興趣，我的同事在這里發了一個關于汽車充電器設計的帖子。