創(chuàng)新開關(guān)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)省去30%元件

　　“利用高精度初級(jí)側(cè)控制，可實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)的恒壓/恒流 (CV/CC) 電源設(shè)計(jì)，所使用的元件數(shù)量要比典型的次級(jí)側(cè)設(shè)計(jì)至少減少30%。

　　“利用高精度初級(jí)側(cè)控制，可實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)的恒壓/恒流 (CV/CC) 電源設(shè)計(jì)，所使用的元件數(shù)量要比典型的次級(jí)側(cè)設(shè)計(jì)至少減少30%。新器件在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)帶載效率比能源之星2.0要求高出10%，空載功耗要比允許限值低90%......”——這是PI（Power Integrations）公司全球市場傳訊總監(jiān)Peter Rogerson在向《EDN China》描述他們最新推出的開關(guān)轉(zhuǎn)換芯片LinkSwitch-II系列特性時(shí)所做的概述。

　　省去次級(jí)電路

　　對(duì)于PI而言,LinkSwitch-II的推出具有跨時(shí)代的意義?？偟膩砜?新器件的特性包括：極大簡化CV/CC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)、嚴(yán)格的CV/CC容差、可提供電纜壓降補(bǔ)償而無需額外的外圍元件、補(bǔ)償變壓器容差和補(bǔ)償溫度影響、先進(jìn)的安全保護(hù)功能、過熱過流和過壓保護(hù)、空載功耗不足30mW、無鹵素。

　　對(duì)于電源產(chǎn)品而言，綠色環(huán)保的要求越來越高,主要體現(xiàn)在功耗和材料上。將于今年11月份正式生效的能源之星2.0版新規(guī)范提出了更嚴(yán)格的帶載效率要求和更低的空載功耗要求。例如，規(guī)定2.5 W（5 V，0.5 A）外部電源的最低效率必須達(dá)到72.3%（1.1版為63.5%），高于美國《2007能源獨(dú)立和安全法案》所規(guī)定的64.5%的標(biāo)準(zhǔn)。新規(guī)范要求空載功耗應(yīng)低于300mW（1.1版及EISA2007的要求為500mW）。此外，如果外部電源的額定輸入功率為100W或更高，那么在115V、60Hz條件下進(jìn)行測試時(shí)，它在100%額定負(fù)載點(diǎn)的真功率因數(shù)還必須達(dá)到0.9甚至更大。

　　過去，包括PI產(chǎn)品在內(nèi)的開關(guān)電源一般采用次級(jí)電路檢測輸出電壓，并將誤差信號(hào)反饋回到初級(jí)側(cè)控制器。LinkSwitch-II使用變壓器繞組檢測輸出電壓，省去次級(jí)電路。新器件的創(chuàng)新設(shè)計(jì)使之在設(shè)計(jì)精確輸出CV/CC 轉(zhuǎn)換器時(shí)可以省去光耦器、所有次級(jí)側(cè)CV/CC 控制電路以及所有控制環(huán)路補(bǔ)償電路（圖1），即可省去多達(dá)30%的元件，并因此消除了次級(jí)側(cè)元件的功耗。

　　Rogerson表示，在使用LinkSwitch-II設(shè)計(jì)的5 W(5V/1A)手機(jī)充電器設(shè)計(jì)范例中，對(duì)115VAC~230VAC輸入范圍條件下25%、50%、75%和100%負(fù)載點(diǎn)的測試表明，電源的平均效率達(dá)到75%，完全滿足能源之星2.0對(duì)外部電源的要求。由于LinkSwitch-II中集成有開/關(guān)控制電路，再加上其IC功耗低、無需次級(jí)側(cè)電流檢測電阻和控制電路，使得電源在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)均具有恒定的效率，且空載功耗低于30mW。

　　增強(qiáng)輸出電壓電流的精確度

　　另一方面，通過補(bǔ)償變壓器容差、輸入電壓變化、環(huán)境溫度和充電器輸出電纜中的壓降，LinkSwitch-II進(jìn)一步增強(qiáng)了輸出電壓及電流的精確度。PI提供給EDN China的資料顯示，由于集成了更為精確的補(bǔ)償功能，能夠?qū)ψ儔浩魅莶睢⑤斎腚妷鹤兓⑤敵鲭娎|壓降（僅限LNK61x）和外圍元件溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償，因此可以在0℃ ~ 100℃的溫度范圍內(nèi)分別實(shí)現(xiàn)±5%和±10%的輸出CV/CC 容差。Rogerson強(qiáng)調(diào)，在省去次級(jí)側(cè)控制電路的情況下,實(shí)現(xiàn)這樣的容差級(jí)別是相當(dāng)不容易的。

　　LinkSwitch-II具有頻率抖動(dòng)功能，可以降低EMI濾波器的成本。在安全保護(hù)功能上,新器件提供自動(dòng)重啟動(dòng)輸出短路保護(hù)和遲滯熱關(guān)斷。此外，新器件還滿足IEC 60950-1 HV對(duì)漏極引腳與所有其它引腳之間的爬電要求，并能安全處理所有單點(diǎn)故障。

　　Rogerson表示,LinkSwitch-II非常適合手機(jī)和無繩電話充電器、高亮度LED 驅(qū)動(dòng)器以及其它要求精確恒壓或恒流輸出的應(yīng)用。據(jù)悉，PI目前已完成相關(guān)參考設(shè)計(jì)套件、說明視頻及三個(gè)參考設(shè)計(jì)報(bào)告（RDR 157、158和159）。新的參考設(shè)計(jì)套件(RDK-160)包括所有適用于設(shè)計(jì)5.5W以下的CV/CC適配器的三款完整設(shè)計(jì)。第一個(gè)參考設(shè)計(jì)(RD-157)符合中國政府所出臺(tái)的CV/CC手機(jī)充電器標(biāo)準(zhǔn)。該設(shè)計(jì)具有精確調(diào)節(jié)、效率極高的特點(diǎn)，而且空載功耗非常低，其使用的元件數(shù)量也是目前市面上最少的；第二個(gè)參考設(shè)計(jì)(RD-158)適用于高功率手機(jī)充電器，應(yīng)用范圍包括高端手機(jī)、PDA及其它便攜式個(gè)人裝置，這些產(chǎn)品都需要大功率充電器為耗電的鋰離子電池組快速充電。該設(shè)計(jì)的輸出功率為5.5W（5V，±250 mV），具有與其它參考設(shè)計(jì)同樣的精確度和高效率；第三個(gè)參考設(shè)計(jì)(RD-159)適用于無繩電話適配器。由于無繩電話適配器與電話系統(tǒng)電氣連接，極容易受到雷擊及其它高壓浪涌和瞬態(tài)負(fù)載的影響并進(jìn)而損壞設(shè)備，因此無繩電話適配器始終面臨著特殊的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。RD-159設(shè)計(jì)能夠抵抗10kV的浪涌，并以±250mV的精確度始終為電話提供可靠的電源。

　　雖然在PI整個(gè)產(chǎn)品線中,LinkSwitch只占很小的比重,但Rogerson表示，PI相信新一代器件的創(chuàng)新技術(shù)將進(jìn)一步推動(dòng)PI在綠色電源領(lǐng)域的競爭力，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展放緩的當(dāng)下,PI并沒有調(diào)低他們的盈利預(yù)期。