關(guān)斷PFC+跳周期——安森美降低待機(jī)能耗新方案

近年來，隨著人們對(duì)能源問題的日益關(guān)注，美國能源之星、歐洲藍(lán)天使以及中標(biāo)認(rèn)證中心等都制訂了相應(yīng)的待機(jī)能耗規(guī)范。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國能源之星項(xiàng)目僅在2003年就節(jié)約了足夠?yàn)?000萬個(gè)家庭供電的電力，節(jié)約電費(fèi)超過90億美元。中國現(xiàn)在剛剛起步，根據(jù)CECP的初步計(jì)算，單是彩電一項(xiàng)，至2011年可累計(jì)節(jié)省超過60億人民幣。

PFC應(yīng)對(duì)適配器功率颼升
幾年前，由于當(dāng)時(shí)的處理器速度尚低于1GHz，筆記本電腦電源適配器所提供的平均功率大約為40W，而且包括外圍設(shè)備在內(nèi)的總功耗依然可以用傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法來管理。但是，隨著高速處理器的推出，對(duì)離線電源的要求也正在快速提高。目前在大屏幕便攜式計(jì)算機(jī)和液晶電視機(jī)中使用高達(dá)150W功率的適配器已非罕見，因此日益提高的輸出功率自然給電源插座帶來了更大的負(fù)荷。當(dāng)幾個(gè)高功率適配器共享一個(gè)公共插座或者一個(gè)分布式線路架構(gòu)時(shí)，這個(gè)問題將變得尤為重要。在這種情況下，使用功率因數(shù)校正（PFC）前端電路不僅可減小插座的負(fù)荷，確保電路中正弦電流的純凈，同時(shí)還可大大降低對(duì)所連接的其他設(shè)備的干擾。

PFC段電路加重待機(jī)負(fù)擔(dān)
盡管PFC有效的解決了適配器功率日益增加的問題，但是，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來講，增加一個(gè)前端電路會(huì)增加設(shè)備在輕載或者空載情況下的功耗。正如安森美電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)品部總監(jiān)Andy Williams先生所說：“對(duì)于一個(gè)150W的PFC段而言，功耗可以高達(dá)200mW@230VAC。在這種狀態(tài)下，要令150W適配器的待機(jī)功耗低于300mW尤為困難，而要令90W系統(tǒng)的待機(jī)功耗低于100mW更加不可能?！绷硗?，在一些應(yīng)用中，當(dāng)轉(zhuǎn)換器的負(fù)載降低至400mW時(shí)，其能耗可低于1W，但若要保持PFC持續(xù)工作便很難達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。因此關(guān)斷PFC成為了在空載或輕載狀態(tài)下降低能耗的關(guān)鍵。
關(guān)斷PFC段
“電源脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制器知道當(dāng)轉(zhuǎn)換器負(fù)載減小時(shí)如何降低它所提供的功率，所以可以生成一個(gè)信號(hào)來表明待機(jī)狀態(tài)，并且斷開PFC控制器?！?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/安森美">安森美應(yīng)用技術(shù)經(jīng)理Christophe Basso表示。這恰是安森美公司所采用的技術(shù)，通過低電阻信號(hào)將PWM控制器Vcc連接到PFC控制電路，并在正常負(fù)載條件下對(duì)其供電。當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，PWM檢測到待機(jī)模式，然后關(guān)斷PFC控制器，于是能耗降至最小；相反，如果負(fù)載重新出現(xiàn)在輸出端，則內(nèi)部SW接通并啟動(dòng)PFC。
對(duì)于交流-直流適配器或電源不斷提出的新要求，意味著功率輸出水平一直在上升?？紤]到對(duì)緊湊性的要求，這些更高的功率意味著需要一個(gè)有效的功率因數(shù)校正電路。正是有了一種創(chuàng)新的架構(gòu)，新近引入的硅集成電路方案才可以處理增加PFC的問題，而不損害總的電源待機(jī)性能。而且，據(jù)Basso介紹，由新一代電路構(gòu)成的電路板也可以通過最小功率測試，其中400mW輸出功率的總效率可超過40%。

跳轉(zhuǎn)周期
由于在待機(jī)狀態(tài)幾乎不傳送任何功率，所以按照傳統(tǒng)的方法使連續(xù)的脈沖電流從MOSFET中流過則會(huì)增加功耗。安森美公司的跳周期技術(shù)就是通過當(dāng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)時(shí)，使控制器跳過不必要的開關(guān)周期從而實(shí)現(xiàn)降低功耗?！昂翢o疑問這會(huì)引起輕微的輸出波動(dòng)，但是在安靜期內(nèi)就不會(huì)再有任何開關(guān)損耗?！?Williams表示。
談及對(duì)中國市場的戰(zhàn)略時(shí)，安森美亞太區(qū)模擬集成電路產(chǎn)品經(jīng)理蔣家亮先生表示：“中國不僅是各種家用電器、個(gè)人電腦、無線手機(jī)、音響、VCD/DVD播放機(jī)的消費(fèi)大國，也正在成為這些產(chǎn)品的世界性設(shè)計(jì)與生產(chǎn)基地之一。加速提高本地化的電源管理解決方案設(shè)計(jì)與制造能力，具有十分重要的意義?！睋?jù)了解，安森美公司在中國的業(yè)務(wù)增長快速，包括海爾、恒基偉業(yè)、聯(lián)想和TCL等國內(nèi)頂級(jí)制造商均采用了該公司的電源芯片。