手機(jī)充電器革命：體積減半

我們生活在一個(gè)越來(lái)越移動(dòng)化的世界里，電子設(shè)備隨著科技的進(jìn)步變得越來(lái)越小，我們預(yù)見這一趨勢(shì)也將持續(xù)下去。

我們想要電子設(shè)備的屏幕變得越來(lái)越大，電池續(xù)航時(shí)間變得越來(lái)越長(zhǎng)。

我們現(xiàn)在正處于一個(gè)臨界點(diǎn)，這個(gè)臨界點(diǎn)不是來(lái)自電子設(shè)備本身，而是來(lái)自電池充電器：

這個(gè)經(jīng)常被忽略的器件非常重要

因?yàn)樗峁┝穗娮釉O(shè)備運(yùn)行所需要的能量，并且前面提到的大屏幕長(zhǎng)續(xù)航的要求正導(dǎo)致這些充電器變得越來(lái)越大：

除非有新的解決辦法，不然這些瓶頸將影響電子設(shè)備的便攜性：

我們需要重新思考充電器的工作原理：

當(dāng)前市面上的大部分充電器都是基于反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，反激在低功率范圍確實(shí)是一個(gè)主流的拓?fù)溥x擇，因?yàn)檗D(zhuǎn)換同樣的功率所需要的元件數(shù)量較少。

像所有其他的開關(guān)電源拓?fù)湟粯?，反激拓?fù)涞墓ぷ鞣绞揭彩且詭装賙Hz的開關(guān)頻率切換FET的開關(guān)狀態(tài)。

FET的開關(guān)頻率直接影響到充電器的體積：開關(guān)頻率越高，充電器越小。

但開關(guān)頻率會(huì)有上限，第一個(gè)問(wèn)題來(lái)自于變壓器的漏感：

當(dāng)主邊的FET關(guān)閉時(shí)，儲(chǔ)存在變壓器寄生電感中的能量會(huì)耗散在緩沖電路中。

如果開關(guān)頻率太高，這部分功率損耗會(huì)大幅度增加而導(dǎo)致電源顯著變熱：

而有源鉗位反激拓?fù)淇梢越鉀Q這個(gè)問(wèn)題，在有源鉗位反激拓?fù)渲?，變壓器漏感的能量并不被耗散掉，而是?huì)先被儲(chǔ)存在鉗位電容里然后再被傳遞到輸出端。

有源鉗位反激拓?fù)鋬?yōu)點(diǎn)不僅限于此：

通過(guò)智能化的控制有源鉗位電路，主邊的FET可以實(shí)現(xiàn)零電壓開啟(ZVS)，從而消除這個(gè)主要的開關(guān)電源損耗來(lái)源，效率得到進(jìn)一步提高，ZVS的實(shí)現(xiàn)使我們可以使用更高的開關(guān)頻率從而減小充電器的大小。

如果我們用氮化鎵(GAN)取代基于硅的FET，實(shí)現(xiàn)ZVS所需要的能量會(huì)大大降低

這樣我們就可以使用更高的開關(guān)頻率，充電器的大小將縮小至一半

使用GaN的30W充電器(中)體積要比傳統(tǒng)24W充電器(右)小得多。

但是可靠的控制有源鉗位反激拓?fù)洳⒉缓?jiǎn)單，在過(guò)去市面上并沒有快速且智能的控制芯片產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)拓?fù)洹?/p>

不過(guò)UCC28780控制芯片將改變這一局面

通過(guò)集成多種先進(jìn)的功能比如自適應(yīng)、自調(diào)節(jié)的ZVS和脈沖模式，UCC28780化繁為簡(jiǎn)，使有源鉗位反激拓?fù)湓诔潆娖髦械膽?yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。

UCC28780既可以控制基于硅的也可以用于控制基于氮化鎵的主邊FET。

為了達(dá)到嚴(yán)格的效率標(biāo)準(zhǔn)比如DoE level VI和CoC TIer 2，還有一款UCC28780配套使用的同步整流管控制器UCC24612，使用這一款同步整流控制器，副邊可以使用效率更高的同步整流管來(lái)取代二極管。