让电源变得更“绿”

3月 14, 2010

作者：Steven Sapp, Ritu Sodhi and Sampat Shekhawat

飞兆半导体在每一期Benchmarks季刊中都会介绍用于功率和模拟应用的新产品、窍门和工具。在2010年第一期Benchmarks的“Engineering Connections”专栏中，我们将探讨采用反激式拓扑的高效解决方案如何能够满足现今全球范围的降低电源功耗之需求。

外部电源适配器是大部分小型电器必备的配件，而根据行业预测，目前全球使用的电源适配器多达32亿个。

由于节能业已成为全球关注的课题，规管机构正在寻找所有能够“实现环保”的方法，并已制订标准，规定笔记本电脑电源等产品必须达到较高的能效水平。业界已公认反激式拓扑无论在成本和技术方面都具备相当的优势，是能够为这些产品提供脉宽调制(PWM)功率转换的高效解决方案。飞兆半导体全面的PWM控制器产品系列，正好能够提升反激式转换器的性能。

飞兆半导体了解到全球对节能的关注，开发了一系列PWM控制器产品，可让笔记本电脑电源设计人员满足严苛的国际节能规范要求，包括强制要求工作模式下最低平均效率达到87%的能源之星(ENERGY STAR)外部电源 (External Power Supply, EPS) 2.0版规范。

相比其它替代解决方案，集成式PWM控制器(如FAN6754)可为设计人员提供高启动电压，将轻负载条件下的能效提高25%。同时，它还并入了过压、过流与过热保护功能，以及电压过低和线路补偿功能，可以省去外部保护电路。飞兆半导体PWM控制器的其它优势还有能够降低EMI多达5-10 dB的抖频(frequency hopping)功能，以及内部软启动(8ms)功能以减低MOSFET在启动时的电压应力。

此外，飞兆半导体的PWM控制器加入了数项设计功能，能够降低笔记本电源适配器的总体功耗，例如提供关断时间调制以连续减低轻负载条件下的开关频率的专有绿色模式功能。飞兆半导体的PWM器件内置了多种稳健、精确的保护功能，可保护电源和负载避免故障，而且完全无需增添外部组件或电路。

标签：Benchmarks, Energy Efficiency, Fairchild Semiconductor, flyback converter, Green, PWM controller

FAE博士信箱：电源控制器的电压前馈功能

11月 5, 2009

“FAE博士，你们许多电源控制器都具有电压前馈功能，请解释一下它的优点好吗？”–    布晓德

布晓德：
谢谢您的提问。

我的智商高达181，解释电压前馈的优势当然没问题了。而且，我还知道你接下来要问什幺，所以我将会详细说明……

今天早上，我在咖啡店一边喝着热咖啡，一边阅读Kreck 和Lück撰写的一篇关于Novikov猜想 (几何和代数) 的评论，其中有这幺一段：

最后，我们要提出任意整数n定理16.2的证明。我们的想法是采用归纳法，如果f是 Tⁿ X P 上的一个微分同胚 (diffeomorphism)，而P是一个连通流形，那幺同样的命题在 N^n-1 X P上也成立。

我的想法可用Erickson 和Maksimovich在 《功率电子基础》(Fundamentals of Power Electronics)中给出的一个转换函数更清楚地表达出来：

从这个公式可以清楚地看出，输入电压不是变量，即这里包含了一个假设：输入电压不变。增加输入电压变量将使转换关系变得很复杂。

“可是，博士，我觉得你这个解释不太好懂呢。”
-    布晓德

布晓德：
那好吧，我就不用这个简单明了的公式了。DC-DC转换器的控制回路是这样运作的，对输出电压进行采样，并调节电源系统的脉冲宽度调制 (PWM)；而控制回路的作用则是：如果输出电压改变，那幺我们就调节电源来抵消这种变化，从而保持输出电压的稳定。

然而，如果输入电压有变化，电源也必须响应这种变化。我们可以等待输入电压变化的影响在电源输出端出现，然后采取措施。但若能采用某种直接的且不增加反馈回路复杂性的控制方法来监视输入电压，并立即调节PWM，不必等到输出电压出现变化，那岂不是更好？

这正是电压前馈技术的优势所在。

我们的方法是让输入电压直接调制PWM脉冲上升沿的坡度。输入电压增加，上升沿坡度也增加，更快地与反馈信号交叉，从而缩短输出控制脉冲。这样你明白吗？因此，增加输入电压将会减小PWM控制信号偏离到输出电压控制回路之外。

好了，不好意思，我现在想打个打盹了……