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其实,你可以开发一个手机、电脑通用的电源适配器

2018-10-31 16:43:49   来源:单片机与嵌入式系统应用   浏览: 108 次

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  您手中的笔记本电脑已经足够小、足够轻,但是为什么还不愿意背着它出差呢?就是因为大多数小小的电脑配的却是沉沉的电源适配器。如果以后笔记本电脑的重量仅仅只是本的重量,谁还会犹豫出差带不带电脑!安森美模拟方案部交流-直流电源管理高级市场推广经理蒋家亮表示,安森美可以解决这个烦恼!

安森美模拟方案部交流-直流电源管理高级市场推广经理蒋家亮

  蒋家亮介绍,对于充电器消费者的需求无非就是轻便快速,但是这就给适配器方案供应商提出了几大挑战:要提供更高能效;有更高功率密度及易散热管理;抗电磁干扰性能好,同时要保持器件数少;要涵盖广泛的充电应用,最好从手机到笔记本电脑都可以使用;高性价比也是必须要考虑的。

  现在国产手机充电器功率基本都在15 W以上,但是功率不断提高的同时也要求体积越来越小,所以开发高密度、高能效的充电器成为趋势。因此为了满足市场需求,安森美推出了超高密度适配器方案——NCP1568自适应有源钳位反激控制器以及NCP51530-700V半桥驱动器,用于USB Type-C供电。

  充电器为何需要有源钳位反激?

  蒋经理首先科普了一下:NCP1568自适应是新的拓扑结构,为有源钳位反激控制器,但有源钳位并不是新技术,在市场上已经有十多年的历史了,反激架构则比较新。

  蒋经理解释在传统的反激拓扑架构中,开关一般需要一个变压器和一个MOSFET,在开关时候会产生振铃,同时伴随产生高频电磁干扰,进而影响周边器件,带来一些能量损耗。在这样的电路中,就需要设计振铃电路来吸收电磁干扰,必然会带来损耗,而且频率越高,损耗量越大,带来的问题就越多,所以鉴于传统反激拓扑结构的这一局限性,是不适合高频应用的。

  但是如果应用早已存在的有源钳位技术,就会有意想不到的结果发生。有源钳位其实质就是在电路中增加一个MOSFET,并在其上多加一个电容。当MOSFET关的时候,全部能量会存储在电容里,并且这些能量不是被消耗吸收,而是会重新利用。在重新利用的时候,会把MOSFET开关的电压设置为0 V,另一个MOSFET再开关的时候就是0 V的电压开关,这样电路就没有损耗产生,也就没有电磁干扰,十分适合于高频应用。所以采用有源钳位反激拓扑架构的NCP1568再加上NCP51530驱动器,可以保证适配器功耗非常低而功率密度非常高。

  自适应方案让一个适配器既可用于手机也可用于笔记本

  科技发展至今,我们总是希望自己的设备越简单越好,比如一个充电器所有的电子产品都可以使用,而安森美NCP1568恰好可以解决这一痛点。

  蒋经理表示NCP1568具有一个特点,其可以根据频率变化改变输出电压大小,而且是自适应的,也就是说采用NCP1568方案的适配器既可以用于手机的5 V电压,也可以用于笔记本电脑的20 V电压。更关键的一点在于这种自适应方式会随着功率在哪个位置,就在这个负载点作出开关优化,进而减少开关管开通损耗,而且还集成了自适应死区时间,能够把一个开关的操作做得非常完美来减少其中的损耗。

  NCP1568+NCP51530完美实现超高密度适配器方案

  NCP1568是实现超高密度适配器方案的主角,但是也离不开NCP51530的协助。蒋经理解释,其实很多厂商都有半桥驱动器,安森美也有很多,可是为什么选择NCP51530?因为NCP51530是全球目前跑得最快的半桥驱动器,其从信号到输出,只有7 ns的延误,这是一个非常短的时间,而且其爬升时间和下降时间也非常短,所以使用它来配合NCP1568来开发高密度适配器,是一种比较完美的方案选择。

  最后,蒋经理表示虽然目前NCP1568有源钳位反激式控制器还是一个新的产品,应用也还没有普及,但是我们已经看到无论是手机还是笔记本充电,适配器正趋向于选择USB Type C PD方式,据预测明年这种方式占比可能会达到50%左右,在这之中大概会有10%左右的是超高密度或高密度方案,安森美也正在尽力配合客户做研究方案。

  有了NCP1568,我们以后出门再也不用担心电脑包太沉、充电线太多了,迈过眼前的苟且,诗和远方也变得更加轻松!


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