PC和筆記本電腦市場低迷多年，廠商現在都在變着花搞創新，然而電源适配器往往是被忽視的一環。如今筆記本電腦越來越薄，電源适配器仍舊是“傻大粗黑”。不過，形勢正在變化，蘋果、聯想、華碩，甚至後進入筆記本電腦領域的華為、小米的最新産品都是采用更小巧的電源适配器。德州儀器最近表示，希望與更多的充電器和電源适配器一起推動小型化和節能化潮流。

傳統NB适配器與小型化産品對比

開關速度達到1MHz

3月19日，德州儀器高電壓産品系統及應用工程經理John Stevens在接受《半導體器件應用》采訪是表示，随着筆記本電腦和平闆體積電腦越來越小，手機體積越來越大，充電電池需要具備大容量且長時間待機功能，并可進行快速充電。同時，市場又需要獲得體積更小、具有更高輸出功率的交流适配器。而傳統準諧振反激式轉換器一直是适配器首選拓撲，因為轉換同樣的功率時，它所需要的元件數量較少。但它已經來到了臨界點。

德州儀器高電壓産品系統及應用工程經理John Stevens(左)和亞洲區模拟産品業務拓展總監吳渭強(右)

德州儀器亞洲區模拟産品業務拓展總監吳渭強解釋道，一般而言，FET的開關頻率直接影響适配器的大小、開關頻率越高，适配器尺寸就越小。采用傳統的準諧振反激式轉換器時，像所有其他的開關電源拓撲一樣，反激拓撲的工作方式也是以幾百kHz的開關頻率切換FET的開關狀态。

但是開關頻率越高，發熱越大，發熱越大就會需要散熱片和更大的體積。這會導緻随着功率需求在增加，适配器的體積還是會變得更大。

John Stevens告訴《半導體器件應用》記者，這是因為當主邊的FET關閉時，存儲在電子變壓器寄生電感裡的能量會耗散在緩沖電路中。如果開關頻率太高，這部分的功率損耗會大幅增加而導緻充電器顯著變熱(如下圖)。因此，要解決這個問題，首先要解決電子變壓器的漏感。

德州儀器認為，有源鉗位反激式能夠解決這一問題。在有源鉗位反激拓撲中，電子變壓器漏感的能量并不會被耗散掉，而是會先被存儲在鉗位電容裡，然後再被傳遞到輸出端。

解決了發熱問題後，有源鉗位反激拓撲就能盡顯風采了。因為，它的頻率可以達到1MHz，而傳統的開關頻率隻有幾百kHz，因此就能夠以最小的外形尺寸達到高性能。John Stevens表示，采用德州儀器的UCC28780 UCC24612有源鉗位反激芯片組能夠讓傳統電源适配器的尺寸縮小一半。

因應苛刻能效标準

不過，解決了筆記本電腦電源适配器的輕薄細小化問題後，電源的設計人員還面臨幾個互相沖突的業界挑戰，從新的USB Type C連接和USB PD (電力輸送) 的輸出是否符合法定的能效标準，一直到成本等相關問題。

以減少環境負荷為目的，充電時降低功耗已成為電源适配器研發的一個重要課題。2016年2月美國能源署開始實施的外接電源(EPS)能效标準修訂版(LEVEL-VI)中，對6V以下的電源運行效率的要求提高了5.46%，提高電源能效的工作也變得十分重要。

John Stevens認為，UCC28780 UCC24612有源鉗位反激芯片組在這方面有三大優勢。首先，

UCC28780通過創新的ZVS算法可以精準地抓取零點電壓，在零電流下關斷，以消除所有開關損耗，這是TI獨到的優勢。

其次，采用了GaN場效應晶體管的有源鉗位反激式電路的轉換效率高達94%-95%，大約比普通的矽基場效應晶體管提升了2%的效率。

第三，通過循環洩露能量并将其傳遞到輸出端的方式提升效率，多模态控制在滿載情況下可實現高達95%的效率，待機功耗小于40mW，超過CoC Tier 2和美國能源部(DoE)VI級能效标準。

據介紹，德州儀器本次新推出的有源鉗位反激式芯片組支持20W-150W的功率範圍，主要面向高功率的市場。其中，對于75W以上的功率需求，TI還提供了一款UCC28056 PFC控制器。由于PFC(功率因子校正)的增加會降低轉換效率，UCC28056可在10%負載下實現超過90%的效率，并且隻有25mW的待機功耗，因而可以始終開啟，減少元器件數量。UCC28056主要面向的市場是數字電視、台式電腦、筆記本适配器、電動工具和其他AC/DC應用。

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