您手中的筆記本電腦已經足夠小、足夠輕,但是為什么還不愿意背著它出差呢?因為即便是再小巧的筆記本電腦,配的也往往是沉甸甸的電源適配器。如果以后筆記本電腦的重量僅僅只是自身的重量,誰還會猶豫出差帶不帶電腦呢?安森美模擬方案部交流-直流電源管理高級市場推廣經理蔣家亮表示,安森美可以幫助你實現這一愿景!
蔣家亮介紹,充電器消費者的需求無非就是輕便快速,但是卻給適配器方案供應商帶來了幾大挑戰:要提供更高能效;有更高功率密度及易散熱管理;抗電磁干擾性能好,同時要保持器件數少;要涵蓋廣泛的充電應用,最好從手機到筆記本電腦都可以使用;高性價比也是必須要考慮的。
現在國產手機充電器功率基本都在15 W以上,但是功率不斷提高的同時也要求體積越來越小,所以開發高密度、高能效的充電器成為未來的發展趨勢。為了充分滿足市場需求,安森美推出了超高密度適配器方案——NCP1568自適應有源鉗位反激控制器以及NCP51530-700V半橋驅動器,用于USB Type-C供電。
蔣家亮首先科普了一下:NCP1568自適應是新的拓撲結構,為有源鉗位反激控制器,但有源鉗位并不是新技術,在市場上已經有十多年的歷史了,反激架構則比較新。
隨后蔣經理做了進一步的分析。在傳統的反激拓撲架構中,開關一般需要一個變壓器和一個MOSFET,在開關時候會產生振鈴,同時伴隨產生高頻電磁干擾,進而影響周邊器件,帶來一些能量損耗。在這樣的電路中,就需要設計振鈴電路來吸收電磁干擾,必然會帶來損耗,而且頻率越高,損耗量越大,帶來的問題就越多,所以鑒于傳統反激拓撲結構的這一局限性,是不適合高頻應用的。
但是如果應用早已存在的有源鉗位技術,就會有意想不到的結果發生。有源鉗位其實質就是在電路中增加一個MOSFET,并在其上多加一個電容。當MOSFET關的時候,全部能量會存儲在電容里,并且這些能量不是被消耗吸收,而是會重新利用。在重新利用的時候,會把MOSFET開關的電壓設置為0 V,另一個MOSFET再開關的時候就是0 V的電壓開關,這樣電路就沒有損耗產生,也就沒有電磁干擾,十分適合于高頻應用。因此,采用有源鉗位反激拓撲架構的NCP1568再加上NCP51530驅動器,可以保證適配器功耗非常低而功率密度非常高。
科技發展至今,我們總是希望自己的設備越簡單越好,比如一個充電器所有的電子產品都可以使用,而安森美NCP1568恰好可以解決這一痛點。
NCP1568具有一個特點,其可以根據頻率變化改變輸出電壓大小,而且是自適應的。也就是說,采用NCP1568方案的適配器既可以用于手機的5 V電壓,也可以用于筆記本電腦的20 V電壓。更關鍵的一點在于,功率在哪個位置,這種自適應方式就會在這個負載點作出開關優化,進而減少開關管開通損耗,而且還集成了自適應死區時間,能夠把一個開關的操作做得非常完美,從而減少其中的損耗。
雖然NCP1568是實現超高密度適配器方案的主角,但是它離不開NCP51530的協助。其實很多廠商都有半橋驅動器,安森美也有很多,可是為什么選擇NCP51530?蔣經理給出了答案,因為NCP51530是全球目前跑得最快的半橋驅動器,從信號到輸出只有7 ns的延誤,這是一個極短的時間,而且其爬升時間和下降時間也非常短,所以使用它來配合NCP1568開發高密度適配器,是一種比較完美的方案選擇。
最后,蔣經理表示,雖然目前NCP1568有源鉗位反激式控制器還是一個新的產品,應用也還沒有普及,但是我們已經看到,無論是手機還是筆記本充電,適配器正趨向于選擇USB Type C PD方式,據預測明年這種方式占比可能會達到50%左右,在這之中大概會有10%左右的是超高密度或高密度方案,安森美也正在盡力配合客戶做研究方案。