电源提示:ACDC 手机和平板电脑充电器
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很明显,智能手机和平板电脑时代几乎改变了每个人的生活。然而,电源设计人员可能是唯一注意到这些产品的制造商也彻底改变了 AC/DC 适配器的人。毕竟,没有人愿意将他们的小型智能手机插入一个巨大的电源。
还记得十年前那些笨重的“充电器”吗?
除了外形小巧之外,充电器还必须尽可能便宜和高效。
就在几年前,我被要求为一家大型售后配件制造商设计一款 5 瓦智能手机充电器。我尝试(未成功)使用我们的一种行业标准、低成本(非常重要!)固定频率控制器来设计充电器。结果证明,尺寸要求是我遇到的最少的问题。功耗(满载和空载)和整体解决方案成本需要新型控制器。在最初的请求之后,其他类似的商机开始定期出现。在我放弃之前,只做了几次失败的尝试。
值得庆幸的是,TI 在很多年前推出了 UCC28700/UCC28710 系列反激式控制器。最后,我拥有了设计交流/直流充电器所需的工具,该充电器在尺寸、效率和成本方面与现有充电器一样好或更好。当您使用专为您的应用设计的控制器时,设计电源会容易得多。
反激式电源控制器的UCC28700-Q1提供恒压(CV)和恒流(CC)输出调节,无需使用光耦。该设备处理来自主电源开关和辅助反激绕组的信息,以精确控制输出电压和电流。低启动电流、动态控制的工作状态和定制的调制模式支持极低的待机功率,而不会牺牲启动时间或输出瞬态响应。
UCC28700-Q1中的控制算法允许运行效率达到或超过适用标准。输出驱动器与MOSFET电源开关连接。带谷值开关的不连续传导模式(DCM)降低了开关损耗开关频率和一次电流峰值幅度(FM和AM)的调制可在整个负载和线路范围内保持较高的转换效率。
控制器的最大开关频率为130 kHz,并始终保持对变压器峰值一次电流的控制。保护功能有助于控制主要和次要部件的应力。UCC28700-Q1允许对电缆补偿水平进行编程。
我迫切需要的这个零件系列的功能是:
· 准谐振控制以提高效率
· 突发模式操作
· 低启动电流以实现最小的空载功耗
· 初级侧调节,无需光耦合器,成本更低,尺寸更小
适配器的设计并不像看起来那么复杂。术语“充电器”有点用词不当,因为控制电池充电的设备实际上位于手机或平板电脑内部。AC/DC 充电器实际上只不过是一个在 USB 端口上输出 5 伏电压的电源。
诀窍是让它变小。我花了很多设计时间在互联网上“购买”输入电容器、FET 和输出电容器,它们尽可能小,同时满足所有设计要求。
最大化效率不仅对于满足最新的效率标准很重要,而且对于最小化尺寸也很重要。如果将 2.7W 的耗散放入 1 英寸的立方体内,则外部环境温度会升高 35 摄氏度。如果您的电源耗散比这更多,您将需要增加您的产品尺寸。这是准谐振控制成为重要特征的另一个原因。
仔细选择没有太多损耗的廉价 FET 至关重要。例如,在 PMP8363 中,我选择了一个 3.5 欧姆 FET,它在经销商网站上的售价仅为 0.21 美元。这是一个很好的起始价格,大批量客户应该能够通过直接购买获得更低的价格。更好的是,这个 FET 在最大负载下的功耗小于 0.25W。