2008年11月,世界主要手機供應商,諾基亞、三星、LG、摩托羅拉以及索尼愛立信,共同宣布推出了一項新的更為嚴格的手機充電器待機分級制度,超越了當今世界任何機構現行或提議中的待機功耗規范。根據諾基亞的數據,手機在待機模式下所消耗的電能占到其電能使用總量的60%以上。新的分級制度將以零到五顆星的標志圖案來區分待機能耗。例如,待機功耗小于或等于30mW的手機充電器屬于最高星級,在其標簽上印有五顆星。相反,如果待機功耗≤500mW,則充電器標簽上將無任何星級標記。我們可以做下比較:對于輸出功率相同的充電器,新版”能源之星”EPS2.0規范所規定的最為嚴格的最大空載功耗為300mW,若用新的星級標準進行評級的話,則只能評定為二星級。
開關電源待機功耗機理分析
目前,大多數100W以下的電子設備,如電源適配器、充電器、無繩電話、ADSL路由器、LCD顯示器和DVD等等,都是采用離線反激式開關電路,將電網提供的85V~275V交流電轉換為電子設備所需要的直流電壓。正常工作狀態下,反激式開關電源的損耗主要包括導通損耗和開關損耗,以及控制電路的損耗。待機狀態下,因為系統的輸出電流接近于零,導通損耗可以忽略,開關損耗和控制電路的損耗成為主要的系統待機功耗。降低待機功耗,應著眼于開關損耗和控制電路的損耗的降低。
圖1給出反激式開關電源在待機狀態下的主要損耗類型,其中功率管開關損耗、驅動損耗、變壓器磁芯損耗、輸出整流管反向恢復損耗以及緩沖器損耗都屬于開關損耗。各種類型的開關損耗都與開關頻率有關,降低開關頻率可以減少開關損耗。控制電路的損耗主要表現為啟動電阻上的損耗,而啟動電阻的損耗直接與整流后的直流母線電壓和啟動電阻值。在保證寬電壓輸入的工作條件下可以通過降低啟動電流的方法來降低啟動電阻損耗。
作為一家后來居上的電源管理集成電路制造商,佛山南海賽威科技有限公司(簡稱賽威科技)致力于打造卓越的綠色節能技術平臺,在技術、品質、和服務上追求“止于至善”,引領綠色節能“芯”時代。
賽威科技推出了一顆五星級能耗 PSR模式的電源管理IC SF5920,適宜20W以內的開關電源應用場合,省去了光耦,TL431及其輔助元件,大大節省成本和減少PCB的面積。還有內置MOSFET的擴展系列:SF5922/SF5926/SF5928適宜20W以內的不同開關電源應用。
由于設計上的特別考量,SF592X具備了與標準PWM控制器253X完全兼容的特性,提供所謂“Plug-and-Play”的“綠色電源”解決方案。使用者在不需要修改其原有設計的情況下,用SF592X去替換253X同時調整極少數的電阻、電容參數,就可以大幅度地提高電源轉換效率并減低待機功耗,滿足最嚴格五星級標準的超低待機功耗充電器方案,SF592x系列,其30mW以下的空載功耗可以使制造商輕松滿足包括能源之星EPS v2.0在內的全球所有的充電器/適配器能效及空載規范。由于其顯著的節能效果和兼容性,SF592X在手機電池充電器,數碼相機,小的電源適配器,以及LED電源驅動等等領域已經得到了廣泛的應用。
(二)IC特性
◆±5%恒壓恒流高精度,量產一致性高。
◆內置600V功率MOSFET (SF5922/6/8)
◆ 小于30mW超低待機功耗,達到“五星級充電器”標準
◆原邊反饋(PSR)控制,無需光耦和TL431,節省成本,減少PCB面積。
◆內置環路補償,無需外部補償電容。
◆恒壓模式下內置專利的線壓降補償(Cable drop compensation)。
◆自動補償線輸入電壓、電感感量變化,實現高精度。
◆內置軟啟動,減小整流管電壓應力,提高產品可靠性。
◆所有管腳浮空保護,避免系統因虛焊或脫焊而失控炸機。
◆超低啟動電流,大大的降低了啟動電阻上的損耗,提高系統效率。
◆PFM控制帶來良好的EMI性能。
◆輸出過壓保護。
◆逐周期電流限制。
◆內置前沿消隱(Leading edge blanking)。
◆VDD 欠壓保護(UVLO)。
◆VDD 過壓保護及鉗位。
下圖是SF592X的典型應用原理圖
根據NOKIA公司的估計,如果全球30億只的手機充電器都能采用上述滿足五星級標準的技術,實現30mW以下的待機功耗,每年可為社會節約電能近1.2萬億瓦時。
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