電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
EpS的核心是多功能pWM控制器集成電路(IC)(如飛兆半導體的FAN6754)以及功率MOSFET，它們聯合工作，為負載高效分配能量，并監控電路以保護系統。所有元器件都被集成在一個精簡的封裝中，與過去那種看起來老舊笨重的電源成了強烈比較。
pWM控制器可被視為電源的大腦。它監控反饋數據并調整占空比，以調節開關模式電源(SMpS)的輸出電壓，幫助系統滿足所有相關節能標準。
這種綠色模式pWM控制器可以提高效率，并新增了保護功能，將受到致力于滿足最新綠色功耗標準的工程師們所酷愛。隨著全球對節能問題的重點關注，監管機構開始研究所有“綠色”辦法，各種標準因而相繼被制定出來，規定筆記本電腦電源等產品非得擁有更高的效率。降低待機功耗和提高效率已成為眾多倡議的一項關鍵要素，比如美國的自愿性能源之星(ENERGYSTAR)效率分級計劃，和歐盟及亞洲一些國家采用的強制性產品節能規范等。
譬如，ENERGYSTAREpSversion2.0要求的工作模式效率和更低的空載功耗比目前標準更嚴格。該要求強制規定均勻工作模式效率須至87%才能取得能源之星標簽(參見表1)。
ENERGYSTARv.2.0規范針對EpS的另一個規定是合格的AC-AC外部電源或AC-DC外部電源在空載條件下可使用的最大輸入功率。空載模式下的最大功耗級見表2。
不論在成本上還是在技術方面，反激式拓撲都已被證明是一種有效的處理辦法，在筆記本電腦或膝上型電腦的AC-DC適配器和充電器中用脈寬調制(pWM)功率轉換來實現。飛兆半導體的FAN6754是一款高度集成化的綠色模式pWM控制器，能夠供應多項可加強反激式轉換器性能的出色功能，比如：HV啟動系統(能承受700V)、可降低EMI的跳頻技術，以及更高的集成度以節省外接部件等。工程師使用這款控制器，可獲得比采用分立式元件的處理辦法更高的可靠性和更低的BOM成本，以及更低的裝配成本。為了進一步降低功耗，FAN6754采用了BiCMOS制造工藝，故能夠準許工作電流小于2mA(典型值為1.7mA)。
FAN6754還有兩個實用的功能。與提高效率同等緊要的是，該器件讓電源設計人員能夠以較少的外部部件，供應全方位的保護功能，從而降低成本，簡化設計。另外，保護功能對創建具成本效益的電源至關緊要，因為任何通過增大元件尺寸來解決過壓力問題的需求，都會對成本和終端產品的物理參數出現不利影響。
FAN6754擁有眾多安全功能，如欠壓鎖定(UVLO)、過載保護(OLp)、過壓保護(OVp)、過流保護(OCp)和過流限制(OCL)。這些功能與熱關斷模式(帶軟件式安全重啟功能)相結合，共同保護精密的電路。內置8ms軟啟動電路可大大減少啟動電流尖峰和輸出電壓過沖現象。適當利用這些保護和控制功能，設計人員就更加有信心使設計更接近設計余量。
綠色模式工作
FAN6754pWM控制器整合了不少靈活的設計特性，可降低筆記本電腦適配器的總體功耗。例如，為了把待機功耗降至最低，該器件采用了一項專有的綠色模式功能，其在輕載條件(如25%的負載)下可供應非導通時間調制(off-timemodulation)來繼續降低開關頻率。由于SMpS中的大部分損耗都與pWM頻率成正比，故非導通時間調制能夠減小電源在輕載和空載條件下的功耗。以電壓反饋環路的反饋電壓VFB為參考值，一旦VFB低于閾值電壓，開關頻率便會繼續降低。
實現效率最大化的另一個關鍵因素是對固定基頻(以及倍數開關頻率)下開關器件出現的EMI(電磁干擾)的控制，因為這種干擾會對電網出現有害影響。飛兆半導體的FAN6754采用了跳頻技術(見圖1)，可以在更寬敞的頻率范圍上擴展能量。采用這種方法，可減小信號衰減，滿足EN55022(輻射和傳導放射歐盟標準)和CISpR22ClassB(輻射和傳導放射國際標準)等國際規范。
利用這種技術，FAN6754以最少的濾波器且無需新增抑制元件即可降低峰值放射，從而盡量戒備了這些器件造成的成本新增、空間占用和對珍貴能量的消耗。在這種專利技術(美國專利號7026851)中，頻率隨不同電容器之間的切換而變化。
降低開關頻率的一個不良副用途是它可能出現噪聲(大多數開關充電器都受開關功能本身出現的噪聲之影響)。由于開關的頻率隨輸出負載而變化，故開關頻率可能下降至音頻頻帶，當基頻在人耳聽力范圍之內時，會導致可聞的噪聲。為了戒備聲學噪聲問題，最小的綠色模式pWM頻率設置為22KHz。
峰值電流模式pWM控制的另一個特性是電流控制環路可能變得不穩定，導致次諧波振蕩。為了戒備這種情況的發生，在FAN6754pWM在占空比超過45%時，也就是說開關周期內有45%以上的時間pWM開關處于導通狀態時，就會采用同步斜率補償(synchronizedslopecompensation)。
輕載條件下，飛兆半導體FAN6754進入專有的綠色工作模式，供應非導通時間調制，以降低pWM頻率和工作電流(因為輕載時的損耗以開關損耗為主，這就可以把空載功耗降至最低)。為了把開關損耗降至最小，FAN6754采用了一種周期跳步的Burstmode，亦即在待機工作模式下，電源開關按照預定的頻率突發地導通/關斷。
在這里先進一步解釋Burstmode：設想要滿足待機模式下的低功耗要求，輸出端應惟有極少乃至沒有負載電流。輸出電壓新增會造成反饋電壓下降;當反饋電壓低于閾值時，開關便停止以實現節能。依據負載電流情況，輸出電壓最終下降，導致反饋電壓新增。而一旦達到突發模式閾值，開關便會再次啟動。BurstMode的“開”和“關”閾值都是完全可設計的。
有了這些綠色工作模式，連同內置非耗能700V啟動電路和低靜態電流，65W/19V筆記本電腦適配器就可以滿足空載能耗100mW這類嚴格的節能要求。
演示板結果
事實上，在115Vac/60Hz下，65W/19V演示板上測得的FAN6754的均勻效率為88.36%(規范要求為87%)，在230Vac/50Hz下為88.85%，超越了EpA4.0標準規定的適配器在工作模式下的最小均勻效率。在空載功耗方面，同樣是在65W/19V演示板上探測，測得88mW@264VAC(在60W/12V演示板上測得為76mW@264VAC)。圖2示出與前代產品SG6742的比較。
比較可知，飛兆半導體的前代pWM控制器(SG6742)在115VAC下，在60W/12V板上測得均勻效率為86.66%，而FAN6754在相同條件下測得均勻效率為87.51%。
而另一個便利設計人員的好處是，FAN6754與SG6742引腳完全兼容。眾多保護功能
FAN6754內置有大量全面的精確的保護功能，可保護電源和負載免受永久性損害。更好的是，設計人員無需新增外部元件或電路就可以使用這些功能，也就是說不用新增成本就能供應系統可靠性。的確，設計人員會發現FAN6754擁有的保護功能為同類競爭產品之最，同時依然滿足筆記本電腦空載功耗
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