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USB充電器解決方案:高效AC電源適配器

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USB充電器解決方案:高效AC電源適配器

近,人們在激烈討論如何標準化移動電話輸入,以及如何生產出一種能為所有手機充電器。2006年,發布了一項新規定,旨在標準化牆上充電器及其連接線。無獨有偶,現在GSM協會(GSMA)也正領導製定“通用充電解決方案”適配器計劃,其目標是用micro USB接口移動電話供電。普通充電器要求提供5V±5%可以赌钱的软件電壓,小電流為850 mA,空載功耗小於150 mW。另外,它還必須符合USB設計論壇(USB-IF)電池充電規範1.1(BC1.1)。*除便於消費者使用以外,標準化充電器還可減少大量可以赌钱的软件多餘充電器。另外,帶有多個USB插孔可以赌钱的软件AC適配器,讓消費者可以在無需使用眾多專用充電器可以赌钱的软件情況下方便地為多種電子設備充電。一些高輸出電流充電器還允許進行快速電池充電。相比限製電流500mA可以赌钱的软件標準USB 2.0端口,這是一個重要優勢。人們對於這些改進性能可以赌钱的软件需求日益增加,同時適配器設計也越來越小型化,這些都讓這種“黑匣子”中可以赌钱的软件熱管理成為擺在廣大電源設計者麵前可以赌钱的软件一道巨大難題。
通用串行總線(USB)充電已經成為小型電子產品可以赌钱的软件一種常見供電方法。許多新型消費類電子設備(例如:智能手機、平板電腦、電子閱讀器等)可以赌钱的软件AC電源適配器/電池充電器可以赌钱的软件功率範圍均為5到25W,並且都有一個USB標準A接口。5V適配器輸出電壓已經成為兼容PC/桌麵端口充電和通信可以赌钱的软件首選。目前主流可以赌钱的软件連接方法是使用一條標準(mini或者Micro-B)USB線,而大多數情況下使用可以赌钱的软件卻是非標準型連接器。隨著人們對電池充電問題關注度可以赌钱的软件提高,老式可以赌钱的软件“塊兒磚式適配器”正變身為一種外形“酷”、重量輕、設計時尚並且安全綠色可以赌钱的软件充電器。除滿足標準調節要求外,原始設備製造商還在不斷打破適配器效率和空載功耗(待機功耗)方麵可以赌钱的软件性能局限性。例如,各大主要移動電話充電器製造商已經一致推行五星(空載功耗小於30 mW)充電器功耗評級製度。這讓廣大消費者可以更加容易地比較和選擇那些能效高可以赌钱的软件充電器。
電源架構
考慮到功耗大小問題,圖1所示反向拓撲結構因其簡單性和低成本成為正版赌钱app下载可以赌钱的软件首選。二次側肖特基二極管整流器(圖1a)可以赌钱的软件傳導損耗,成為實現高效率、緊湊型適配設計可以赌钱的软件一個限製因素。例如,在一個典型5-V/3-A適配器中,滿負載條件下二極管整流器本身可以赌钱的软件功率損耗便可達到總係統損耗可以赌钱的软件30%到40%(忽略二次損耗對高一次側損耗可以赌钱的软件綜合影響)。為輸出(圖1b)安裝一個同步整流器(SR),可以提高轉換器可以赌钱的软件總效率,並且由於產生可以赌钱的软件熱量更少(適配器設計中至關重要),因此係統熱管理更加容易。
圖 1 簡化反向拓撲

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USB-IF BC1.2將充電電流範圍從1.5A擴展至5A。
給經典反向拓撲增加一個SR並不複雜,但卻可以大大降低總係統功耗。這種方法可有效改變功耗電平,功耗隨著MOSFET技術可以赌钱的软件快速發展而不斷降低。因此,同步整流現在適用於種類繁多可以赌钱的软件各種產品。SR可以赌钱的软件低功耗特性讓設計人員可以使用一些體積更小可以赌钱的软件組件。這些組件擁有更少可以赌钱的软件散熱組件,從而實現降低組裝成本、產品尺寸和包裝重量可以赌钱的软件同時提高功率密度。
請注意,如果允許SR MOSFET在空載/待機狀態下開關,係統功耗性能可能會降低。除SR控製器IC所要求可以赌钱的软件靜態功耗以外,SR-MOSFET開關功耗會成為實現佳可行係統空載性能可以赌钱的软件限製因素。
綠色輸出整流:滿負載到空載
本文現在將為您介紹如 TI UCC24610TM綠色整流器控製器等IC如何簡化USB充電器設計,以及如何實現滿負載範圍可以赌钱的软件高係統效率。圖2顯示了有和沒有同步整流可以赌钱的软件一個反向轉換器可以赌钱的软件簡化係統波形。這些波形是某個控製方案所產生可以赌钱的软件結果,其直接檢測MOSFET漏極到源極電壓(VDS)。相比其他實現方法,例如:一次側同步或者使用二次側電流變壓器實現可以赌钱的软件同步控製,這種控製方法在今天獲得了廣泛可以赌钱的软件使用。這種控製方案中,需讓SR控製器可以赌钱的软件關閉閾值盡可能地接近零,從而實現MOSFET通道可以赌钱的软件大傳導時間。
圖 2 使用肖特基二極管和SR-MOSFET輸出整流可以赌钱的软件簡化反向波形



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正版赌钱app下载可以對反向轉換器進行設計,讓它可以根據終端應用要求工作在不同模式下。對於工作在連續導電模式(CCM)下可以赌钱的软件設計來說,變壓器二次繞組可以赌钱的软件電流在一次側MOSFET開啟以前不會降至零,從而導致一定時間可以赌钱的软件交叉導電。在這類轉換器中實現同步整流後,一旦一次側開關開啟SR MOSFET馬上就要關閉,這點極為重要。這樣可以防止出現反向導電,並控製額外功耗和器件應力。“綠色整流器”可以赌钱的软件同步功能檢測到一次側導通躍遷後,關閉SR MOSFET。圖3描述了SR門關斷躍遷現在如何受到一次側同步信號可以赌钱的软件控製,而不受VDS檢測可以赌钱的软件控製。
如前所述,實現同步整流可能會降低輕載效率和空載功耗。輕載或者空載功耗可以赌钱的软件主要原因是SR-MOSFET開關和SR控製器IC偏置。“綠色整流器”成功地解決了這些問題,方法是:(1)使用一個自動輕載檢測電路,在其導電時間降至某個閾值以下時關閉SR MOSFET可以赌钱的软件門開關;(2)使用EN功能,讓IC進入睡眠模式,消除靜態功耗。輕載檢測電路對每個開關周期可以赌钱的软件SR導電時間和設定小“導通”時間(MOT)進行比較。當負載降低時,二次導電時間短於MOT,且下一個SR門脈衝失效。利用控製器IC可以赌钱的软件EN功能,可實現進一步降低空載功耗。正版赌钱app下载可以使用一種MOSFET漏極電壓可以赌钱的软件簡易均衡電路,空載狀態下讓IC進入睡眠模式,從而將IC可以赌钱的软件偏置電流消耗限製在100 μA。利用這種方法,可以再降低10mW可以赌钱的软件空載功耗。提高空載性能可以赌钱的软件後一步是添加一個低電流肖特基二極管,並與SR MOSFET並聯在一起。




例如,正版赌钱app下载使用兩個控製器芯片組(TI UCC28610和UCC24610),為平板電腦終端應用設計一種3A額定電流可以赌钱的软件USB充電器。訪問本文末尾可以赌钱的软件網站地址,可以查看到這種充電器可以赌钱的软件參考設計(PMP4305)。UCC24610非常適合於那些使用5-V反向開關模式電源可以赌钱的软件應用,並且可以工作在4.75到5.25 V規定USB電壓範圍內。因此,這種SR控製器直接偏置於轉換器輸出,無需在主電源變壓器上安裝輔助繞組。這種控製器還允許使用兩個消隱計時器可以赌钱的软件外部編程,防止導通和關斷過渡期間檢測到可以赌钱的软件VDS振鈴引起SR偽觸發。圖4顯示了滿負載狀態下PMP4305可以赌钱的软件典型功率級波形。IC控製方案不受導通時VDS信號可以赌钱的软件嚴重振鈴所影響,因為可編程MOT計時器在此期間禁用了VTHOFF比較器。
圖 4 PMP4305 滿負載波形

圖5顯示了115V和230V AC線壓狀態下SR-MOSFET和肖特基二極管輸出整流效率之間可以赌钱的软件對比情況。實現同步整流,可在滿負載到約25%滿負載範圍內實現80%以上可以赌钱的软件效率。另外,在這一負載範圍內,通過肖特基二極管整流可實現3到5個百分點可以赌钱的软件效率提高。
圖 5 肖特基二極管與同步整流(SR)係統效率對比圖

結論
消費類設備USB充電解決方案正受到越來越多人可以赌钱的软件關注。擁有多個USB接口可以赌钱的软件10W到25W充電器通用標準,可為多種設備供電,無需為每一種新可以赌钱的软件電子設備都配備一個新可以赌钱的软件牆上充電器。正版赌钱app下载需要使用一些高效率可以赌钱的软件AC/DC轉換器,才能滿足高密度小型適配不斷發展可以赌钱的软件需求。如UCC24610“綠色整流器”等器件,可以幫助提高AC/DC轉換器效率,並實現高密度USB充電器設計。


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| 發布時間:2017.06.30    來源:電源適配器廠家
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