1、 HYPERLINK HYPERLINK 中文word文檔庫,海量word文檔免費下載本文由【 HYPERLINK 中文word文檔庫】 HYPERLINK http:/ 搜集整理。 HYPERLINK 中文word文檔庫免費提供海量教學資料、行業(yè)資料、范文模板、應(yīng)用文書、考試學習和社會經(jīng)濟等word文檔本文由【 HYPERLINK 中文word文檔庫】 HYPERLINK http:/ 搜集整理。 HYPERLINK 中文word文檔庫免費提供海量教學資料、行業(yè)資料、范文模板、應(yīng)用文書、考試學習和社會經(jīng)濟等word文檔筆記本電腦電源適配器應(yīng)對效率挑戰(zhàn) 引言 不久之之前，筆筆記本電電腦的功功能

2、有限限，如功功率 HYPERLINK o 要求 o 要求 要求求僅為550-770瓦(W)。近年來來，功率率要求攀攀升到1100WW范圍以以上，但但重量和和尺寸的的期望沒沒有相應(yīng)應(yīng)地改善善。此外外，需要要滿足規(guī)規(guī)范中的的低待機機功率性性能、外外部電源源(EPPS)效效率要求求和IEEC10000-3-22對755W以上上輸入功功率的諧諧波要求求使這一一挑戰(zhàn)更更加難應(yīng)應(yīng)對。本本文探索索能使電電源制造造商應(yīng)對對這些挑挑戰(zhàn)的新新近趨勢勢，并提提供不同同替代 HYPERLINK o 解決 o 解決 解解決 HYPERLINK o 方案 o 方案 方案案以供選選擇。 隨著筆筆記本電電腦的功功能日益益豐富

3、，其功率率要求也也提高了了。此外外，因為為電池容容量(或或密度)提高了了，充電電要求也也提高了了因此此，筆記記本電腦腦適配器器的功率率要求提提高了一一倍。然然而，對對于世界界各地上上百萬攜攜帶筆記記本電腦腦的用戶戶來說，更大和和/或更更熱的 HYPERLINK o 電源適配器 o 電源適配器 電電源適配配器并非非太具吸吸引力的的選擇。能夠吸吸引人的的是擁有有一個輕輕巧小型型，但能能立即充充電的筆筆記本電電腦適配配器。當當然，它它不會產(chǎn)產(chǎn)生熱量量，而且且不會花花費太多多。近年年來電子子產(chǎn)品的的發(fā)展并并未增加我我們在這這方面的的希望，而且未未來的革革命是否否能夠?qū)崒崿F(xiàn)依然然是一個個懸而未未決的問問

4、題。我我們也想想要用一一個筆記記本適配配器就能能在全球球使用，而無需需1100/2220伏工工作電壓壓選擇開開關(guān)因此，筆記本本電腦適適配器必必須為真真正通用用的線路路電壓工工作設(shè)計計。同時時，監(jiān)管管方和OOEM的的期望也也起到一一定的作作用。 監(jiān)管機機構(gòu)希望望筆記本本電腦適適配器不不會浪費費能源或或在用電電線路中中加入諧諧波。第第一個因因素是適適配器不不帶任何何負載插插入插頭頭后，它它應(yīng)該盡盡可能少少的吸收收功率(待機要要求)。人們一一般習慣慣將筆記記本電腦腦適配器器插在插插座上，卻并未未連接電電腦，該該要求就就可防止止此情況況下產(chǎn)生生的損耗耗。第二二個因素素是近期期的規(guī)定定，它要要求在不不同

5、負載載條件下下(255%、550%、75%和1000%)有特定定的平均均電源工工作效率率，并由由全球各各規(guī)范機機構(gòu)執(zhí)行行，以便便推動遵遵從該規(guī)規(guī)范并降降低間接接費用。最后，歐盟和和日本強強制執(zhí)行行的降低低諧波要要求已開開始應(yīng)用用于筆記記本電腦腦電源適適配器，因為它它們已經(jīng)經(jīng)超過了了這些標標準規(guī)范范的755W輸入入功率門門限。在在某種意意義上，筆記本本電腦適適配器的的移動/通用特特性使其其成為受受IECC10000-33-2規(guī)規(guī)范的首首個量產(chǎn)產(chǎn)電源產(chǎn)產(chǎn)品。 現(xiàn)有的的解決方方案和方方法 現(xiàn)有的的筆記本本電腦轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器一一般采用用反激拓拓撲結(jié)構(gòu)構(gòu)進行脈脈沖寬度度調(diào)制(PWMM)轉(zhuǎn)換換。這是是多年來來最

6、有效效的解決決方案(在成本本和技術(shù)術(shù)上)。如圖11所示，用于筆筆記本電電腦適配配器的典典型反激激轉(zhuǎn)換器器在通用用輸入電電壓范圍圍(900-2665 VVac)工作，而且因因為采用用了安森森美半導導體推出出的高度度集成的的PWMM控制器器解決方方案，使使用的元元件數(shù)量量較少。若適配配器的功功率電平平低于775W，則不需需額外的的功率段段。這些些適配器器的主要要性能標標準是功功率密度度(封裝裝尺寸的的要求)、安全全性和低低外殼溫溫度。而而控制的的主要方方法是用用經(jīng)典UUC3884x系系列實現(xiàn)現(xiàn)的電流流模式控控制。然然而如圖圖1所示示，如今今的筆記記本電腦腦適配器器采用不不同的PPWM控控制器(如安

7、森森美半導導體的NNCP112000)。新新一代PPWM控控制器優(yōu)優(yōu)于UCC3844x的是是：圖1、采采用NCCP12200 PWMM控制器器的反激激轉(zhuǎn)換器器 * 更更高集成成水平減減少了許許多外置置元件，同時依依然保有有電流模模式控制制的優(yōu)點點； * 能夠夠進入跳跳周期模模式，以以減少待待機和輕輕載損耗耗； * 能夠夠用高壓壓(HVV)輸入入啟動，降低了了啟動電電路中的的損耗和和元件成成本； * 無無需集成成電路中中的誤差差放大器器電路，因為錯錯誤處理理在次級級完成； * 易于符符合安全全性和EEMI，以便更更快投放放市場。然而，對對于超過過75 W功率率要求的的電源適適配器，筆記本本電腦制

8、制造商面面臨一種種選擇。他們可可為通用用應(yīng)用設(shè)設(shè)計適配配器并為為需要 HYPERLINK o pfc o pfc PPFC(歐洲和和日本)的市場場加入功功率因數(shù)數(shù)校正(PFCC)段或或采用單單獨的設(shè)設(shè)計。增增加PFFC段增增加了復復雜度和和成本，使設(shè)計計更具挑挑戰(zhàn)性。此應(yīng)用用中的典典型設(shè)計計應(yīng)用如如圖2所所示的臨臨界導電電模式(CRMM)升壓壓PFCC段。圖2 臨界導導通模式式PFCC電路(采用MMC3332622)p; CRMM HYPERLINK o pfc o pfc PFFC設(shè)計計采用如如圖2所所示的MMC3332622控制器器。這一一簡單的的8引腳腳控制器器可輕松松實現(xiàn)功功率因數(shù)數(shù)校

9、正。在臨界界導電模模式中，可以實實現(xiàn)一些些電路水水平優(yōu)勢勢，如無無二極管管恢復問問題和更更低開關(guān)關(guān)損耗。 雖然制制造商采采用這一一方法已已在現(xiàn)有有設(shè)計中中體現(xiàn)可可接受的的性能和和成本，但仍需需加以改改進以滿滿足日益益涌現(xiàn)的的 HYPERLINK o 要求 o 要求 要求。 2段 HYPERLINK o 解決 o 解決 解解決 HYPERLINK o 方案 o 方案 方案案的改進進 近年來來，很多多針對性性的解決決方案的的出現(xiàn)為為2段方方案提供供了更佳佳的選擇擇。表1 現(xiàn)有架架構(gòu)的比比較 在PFFC方面面，盡管管主要采采用CRRM方法法，但存存在明顯顯限制。首先，它以可可變開關(guān)關(guān)頻率模模式工作作

10、，而且且開關(guān)頻頻率在零零交叉和和輕載情情況下可可升至頗頗高。這這個可變變頻率給給濾波和和低待機機能耗帶帶來了問問題。NNCP116011(圖33)引入入了一種種新的解解決方案案，它吸吸取了臨臨界模式方方法的最最佳特性性，同時時限制開開關(guān)頻率率并提高高待機性性能。在在此解決決方案中中，控制制器可在在非連續(xù)續(xù)導電模模式(DDCM)和臨界界導電模模式間無無縫地切切換，且且不會影影響功率率因數(shù)校校正。線線路電壓壓在或臨臨近零交交叉和在在更輕載載情況下下，控制制器以真真正定頻頻DCMMPFCC模式工工作。滿滿載且在在線路波波形峰值值附近時時，控制制器切換換至臨界界模式，因此限限制峰值值電流值值不會變變得

11、過高高。圖3、在在PFCC電路中中實現(xiàn)最最佳的CCRM和和DCMM(采用用NCPP16001) 此外，近年來來PFCC實施中中可用的的分立元元件也走走過一段段漫長的的道路。PFCCMOSSFETT要求5500伏伏的額定定值，而而推出低低Rdss-onn和小門門極電荷荷的MOOSFEET對此此有巨大大的幫助助。CRRM或DDCM電電路中的的升壓二二極管要要求不同同特性而而且制造造商已開開始推出出各種元元件，如如MURR4500PF，來迎合合這些需需求。 這些改改進的最最終結(jié)果果是，增增加PFFC從成成本角度度而言對對適配器器設(shè)計不不是很大大的負擔擔，同時時能夠在在滿載、低線路路效率時時獲得約約9

12、5%的效率率和3300 mW的的待機能能耗。這這些性能能顯然使使適配器器設(shè)計人人員能滿滿足OEEM的規(guī)規(guī)范要求求。 在SMMPS方方面，一一個重要要的趨勢勢是使用用谷底開開關(guān)反激激轉(zhuǎn)換器器替代傳傳統(tǒng)的定定頻反激激拓撲。該方法法效率更更高，EEMI更更低。與與CRMM升壓拓拓撲面臨臨的問題題相似，谷底開開關(guān)拓撲撲明顯受受到頻率率的變化化影響，該頻率率變化是是線路和和負載的的函數(shù)，可產(chǎn)生生高EMMI和待待機功耗耗。近期期控制技技術(shù)的創(chuàng)創(chuàng)新使該該產(chǎn)業(yè)得得以解決決這些問問題拓展了了谷底開開關(guān)方案案在筆記記本適配配器上的的應(yīng)用。 傳統(tǒng)的的谷底開開關(guān)算法法以檢測測MOSSFETT漏極電電壓達到到最小點點進

13、行工工作并在在該點導導通FEET，如如圖4所所示。然然而，根根據(jù)負載載和線路路條件，該谷底底點可迅迅速達到到，因此此產(chǎn)生高高開關(guān)頻頻率和高高開關(guān)損損耗。遺遺憾的是是，此現(xiàn)現(xiàn)象發(fā)生生在低功功耗至關(guān)關(guān)重要的的輕載時時。新型型控制器器，如NNCP113377包含跳跳過谷底底算法來來解決這這個問題題。如圖圖4所示示，若谷谷點的開開關(guān)頻率率高于設(shè)設(shè)定的開開關(guān)頻率率，MOOSFEET導通通將延遲遲至下一一個可用用谷點。 最后，由于特特殊的啟啟動、故故障模式式和待機機要求，需要謹謹慎處理理PFCC段和SSMPSS段間的的接口(包括相相序和信信號交換換)。比比如，許許多設(shè)計計人員喜喜歡在啟啟動、待待機和故故障

14、模式式中關(guān)閉閉PFCC段。采采用這種種方法就就不會有有PFCC段產(chǎn)生生的功耗耗。然而而，它對對SMPPS段帶帶來額外外的負擔擔，因為為它必須須能夠支支持整個個輸出功功率而無無PFCC前端升升壓輸入入的幫助助。通常常反激轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器處處理的輸輸入范圍圍更寬，而且由由于PFFC關(guān)閉閉，輸出出提供全全部功率率的持續(xù)續(xù)時段并并不長，所以無無需保險險設(shè)計功功率段。接口要要求可用用許多新新型控制制器中含含有的創(chuàng)創(chuàng)新解決決方案進進行簡單單的處理理(圖55)。此此解決方方案集成成至智能能PWMM控制器器，可識識別所有有PFCC須關(guān)閉閉的模式式。PWWM控制制器有一一個為PPFC提提供偏置置電壓的的輸出引引腳按要求

15、求關(guān)閉PPFC控控制器和和PFCC段。這這個簡單單的機制制適用于于任何PPFC控控制器，因此不不受限制制。圖4、跳跳過谷底底技術(shù)限限制了QQR反激激轉(zhuǎn)換器器中的最最高頻率率。圖5、PPWM控控制器和和PFCC控制器器間的接接口便于于適配器器在故障障、啟動動和待機機模式中中工作。 單段替替代方案案p; 設(shè)設(shè)計符合合 HYPERLINK o pfc o pfc PFCC HYPERLINK o 要求 o 要求 要求的筆筆記本電電腦適配配器自然然要 HYPERLINK o 解決 o 解決 解決決如何消消除雙功功率處理理段負擔擔的問題題。獲得得高效率率和成本本高效單單段功率率轉(zhuǎn)換是是設(shè)計人人員的長長期

16、追求求。雖然然存在許許多單段段解決 HYPERLINK o 方案 o 方案 方方案，但但它們?nèi)匀杂幸恍┬┫拗?，分別是是：1.輸出電電壓紋波波包含低低頻元件件，不采采用額外外的儲能能電容不不能將其其從本質(zhì)質(zhì)上消減減。2.許多方方案嘗試試使用電電流導向向在低輸輸出電壓壓紋波和和低THHD之間間取得較較佳的取取舍。這這些折中中需要在在每種設(shè)設(shè)計中投投入額外外的精力力。3.特殊的的規(guī)定，如輸出出紋波、瞬態(tài)響響應(yīng)和保保持時間間比2-段解決決方案更更難滿足足。圖6、990 WW適配器器原型的的圖片，可見可可節(jié)約的的空間(鳴謝：Eneergyy Reecovveryy Syysteems) 若單段段解決方方

17、案要在在筆記本本電腦適適配器中中占有一一席之地地，那么么它需要要在OEEM、電電源設(shè)計計人員和和關(guān)鍵電電路元件件經(jīng)銷商商間進行行三方合合作，以以提供最最佳解決決方案。OEMM需要確確定他們們是否能能對規(guī)格格作出讓讓步，如如允許的的輸出紋紋波、瞬瞬變和保保持時間間，以節(jié)節(jié)約系統(tǒng)統(tǒng)電平。電源設(shè)設(shè)計人員員需在開開發(fā)/優(yōu)優(yōu)化創(chuàng)新新單段解解決方案案中投入入時間和和精力。最后，元件供供應(yīng)商，如半導導體公司司和磁芯芯公司必必須了解解系統(tǒng)的的需要并并提供合適適的解決決方案。 這種合合作的一一個例子子是開發(fā)發(fā)適配器器設(shè)計解解決方案案以滿足足領(lǐng)先筆筆記本電電腦OEEM的規(guī)規(guī)格。該該方案采采用安森森美半導導體的NN

18、CP116511作為磁磁芯控制制器，能能滿足所所有的性性能目標標，且大大幅節(jié)省省成本。在開發(fā)發(fā)過程中中，與OOEM的的交流也也達成了了一些規(guī)規(guī)格折中中方案，因此能能節(jié)約更更多的成成本和空空間。原原型照片片(圖66)顯示示可減小小輸出電電容的大大小來符符合修改改規(guī)范。有了這這個方案案改善成成本和性性能，OOEM可可提供符符合所有有電源要要求的PPFC適適配器，并進一一步協(xié)調(diào)調(diào)供應(yīng)鏈鏈。同時時，他們們也為更更清潔的的電源環(huán)環(huán)境作出出了重要要的貢獻獻。 未來的的方向和和結(jié)論 無論采采用單段段架構(gòu)或或傳統(tǒng)的的2段，性能要要求不會會一直不不變。電電源公司司及其伙伙伴必須須保持創(chuàng)創(chuàng)新。某某些相鄰鄰領(lǐng)域能能促進其其發(fā)展，如輸出出同步整整