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超低功耗AC適配器與智能USB充電控制器,見證懶人理想生活

關(guān)鍵字:適配器  USB 

你的手機(jī)、平板電腦是否充完電經(jīng)常忘記拔出充電器?看著插座上一堆錯(cuò)綜復(fù)雜的各式充電器想要抓狂?是時(shí)候告別這一切了!TI最新推出的低功耗AC適配器控制器UCC28700和智能USB充電端口控制器TPS2511,就能幫你開啟懶人的理想生活。

智能手機(jī)和平板電腦等各種移動(dòng)設(shè)備的豐富與流行,使得充電這件事變得越來越頻繁,人們往往懶得拔下充電器以便下一次充電,于是待機(jī)功耗成為忽視的能耗。實(shí)際上,根據(jù)IMS Research的數(shù)據(jù)顯示,2010年全球大約有12.5億個(gè)手機(jī)適配器,占所有外部適配器市場的53%,顯然,2012年對應(yīng)的數(shù)據(jù)還會(huì)有所提升。假如能夠有效降低這些適配器的空載損耗,那么也對于全球倡導(dǎo)的節(jié)能環(huán)保做出了積極有效的響應(yīng)。

歐盟市場較早的認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)并提出了一套計(jì)劃,2008年歐盟委員會(huì)的IPP計(jì)劃與五大手機(jī)OEM(諾基亞、摩托羅拉、三星、LG和索愛)共同推出了環(huán)保型電池充電器評(píng)級(jí)體系,將空載損耗從0.03W到0.5W區(qū)間劃分了六個(gè)等級(jí),空載功耗為0.5W以上無星,0.03W以下則為最高的五星標(biāo)準(zhǔn)。

德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理程文濤
德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理程文濤

TI電源管理產(chǎn)品業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理程文濤表示:“此體系推出后,主流手機(jī)及適配器制造商都將滿足低于30mW的五星級(jí)空載功耗標(biāo)準(zhǔn)作為瞄準(zhǔn)的目標(biāo),以提升品牌形象。但是做到30mW無疑并非易事,還是有諸多技術(shù)瓶頸和挑戰(zhàn)。”

日前,TI也加入了五星級(jí)空載功耗標(biāo)準(zhǔn)的供應(yīng)商行列,其推出的高效率UCC28700反激控制器正是直接瞄準(zhǔn)30mW無負(fù)載功耗的產(chǎn)品,不僅可降低待機(jī)功耗,還以最小的解決方案尺寸和最少的元件數(shù)量幫助智能手機(jī)用戶減少5W方形適配器耗電,實(shí)現(xiàn)最高的功率密度。

程文濤指出,UCC28700的主要優(yōu)勢在于支持低于30mW的待機(jī)功耗,只需 1.5μA的啟動(dòng)電流。啟動(dòng)的時(shí)候,你把充電器插到墻上,僅需1.5μA的啟動(dòng)電流,這是非常小的啟動(dòng)電流,這個(gè)也是滿足待機(jī)功耗低于30mW的其中一個(gè)最重要的技術(shù)上解決的問題。

低功耗小型交流適配器控制器推動(dòng)移動(dòng)充電技術(shù)發(fā)展。
低功耗小型交流適配器控制器推動(dòng)移動(dòng)充電技術(shù)發(fā)展。

另一項(xiàng)特別的優(yōu)勢在于最高集成度的原邊調(diào)節(jié)器。在消費(fèi)類產(chǎn)品中,如果使用交流電供電,那么人與消費(fèi)類產(chǎn)品必須要求隔離。在隔離的情況下,如果要把輸出的電壓和電流控制得非常精準(zhǔn),必須要用一些特殊的技術(shù),最開始一般會(huì)用一些恒壓恒流的芯片放在副邊去隔離。但在手機(jī)適配器領(lǐng)域,客戶往往“錙銖必較”,光耦目前占的份額是不小的,后來普遍地采用一種新的技術(shù)——原邊控制,沒有光耦,不需要從副邊去檢測電壓和電流,把它送到原邊去。它實(shí)際上是在檢測本身芯片VDD的輔助電源,就是繞組上的電壓,來反映輸出電壓。當(dāng)輸出電流不同的時(shí)候,原邊的檢測就需要特別的技巧?!癟I在UCC28700里采用獨(dú)特技術(shù),產(chǎn)品實(shí)測出來的結(jié)果是非常好的。”程文濤說。

除了恒壓之外,還有恒流的要求,這也是歐盟提出的內(nèi)容。如果用USB來充電的話,輸出電壓和電流必須要在一個(gè)范圍內(nèi),最多允許輸出負(fù)載增加的時(shí)候電壓稍微掉一點(diǎn),但是不能掉出范圍。當(dāng)電流超過本身所設(shè)定的電流時(shí),必須要進(jìn)入恒流狀態(tài),一方面是保護(hù)充電器本身,另一方面最重要的是保護(hù)電池,因?yàn)殡姵夭荒軣o節(jié)制地充電,雖然電池本身有電池充電保護(hù),但鋰電在充電失控時(shí)是有爆炸可能性的,所以充電器也必須做到雙重的過流保護(hù)和充電控制,才能夠使電池在批量生產(chǎn)的時(shí)候,不會(huì)出現(xiàn)這么多問題,影響安全。程文濤強(qiáng)調(diào)說,“本身原邊調(diào)節(jié)和恒壓是一個(gè)挑戰(zhàn),原邊調(diào)節(jié)恒流就是一個(gè)更大的挑戰(zhàn),在副邊輸出電流的時(shí)候,讓原邊僅僅檢測原邊的電流,就能夠把副邊的電流控制得非常非常精準(zhǔn)。”

另外還有一點(diǎn),UCC28700里面有一個(gè)所謂寬VDD輸入電壓,由于所采用的芯片工藝,它能夠接受輸入VDD芯片本身的供電電壓范圍是8-35伏,目前還沒有其他的供應(yīng)商能夠做到這么寬。程文濤解釋說,剛開始在輔助電源輔助繞組開始反過來給芯片供電之前,實(shí)際上這里面耗的就是VCC電容上的電,如果這個(gè)VDD電壓放得不夠?qū)挘捅仨氁煤艽蟮腣DD電容使它能夠起來,要不然它起不來。他說:“寬VDD好處在于,VDD電容可以極大地減小,一方面可以減少尺寸,另一方面也可以減少成本,這是在同類產(chǎn)品中,是非常突出的一個(gè)優(yōu)勢。”

因此,原邊調(diào)節(jié)、恒壓恒流、寬VDD輸入電壓范圍、高開關(guān)頻率支持更小變壓器、無需光耦反饋電路從而降低成本等優(yōu)勢,能夠讓UCC28700脫穎而出。在智能手機(jī)和平板電腦普及的今天,除了效率、功耗之外,驅(qū)動(dòng)消費(fèi)類電子設(shè)備增長的主要因素還包括成本。他強(qiáng)調(diào),TI這款UCC28700能夠充分滿足這三種要求。

TPS2511助力推廣通用USB充電

某些手機(jī)與平板電腦的5W和10W充電器只支持某一品牌的設(shè)備,給當(dāng)前移動(dòng)用戶帶來很大困擾,時(shí)常是出門帶著各式充電器,排插上插滿各種各樣的充電器。消費(fèi)者購買新移動(dòng)設(shè)備就需要新的充電器,增加家中適配器的數(shù)量,最終產(chǎn)生更多的電子垃圾。為此,歐盟在2007年發(fā)布了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),USB電池充電規(guī)范1.0版,在2009年升級(jí)到1.1,目前已經(jīng)升級(jí)到1.2。這個(gè)1.2標(biāo)準(zhǔn)的目的就是要把所有的用電池供電的設(shè)備的充電口都統(tǒng)一成USB,這就能夠減少塑料垃圾和電子垃圾。

程文濤說道:“根據(jù)IMS Research,該標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)在2014年就將覆蓋90%的手機(jī)充電適配器市場?,F(xiàn)在基本上絕大多數(shù)廠商,不管是主流還是非主流的廠商都已經(jīng)加入該規(guī)范,無論是車載的,還是墻上的充電器,或者充電棒也好,各種各樣的設(shè)備其實(shí)都在采用USB端口來充電,包括USB 2.0和USB 3.0,在這樣的市場環(huán)境下,不符合該規(guī)范并不是合理的策略?!?

TI TPS2511智能USB充電控制器因此應(yīng)運(yùn)而生,它符合USB電池充電規(guī)范1.2版以及中國電信規(guī)范YD/T 1591-2009規(guī)定的要求,適用于流行智能手機(jī)或 5V 平板電腦的充電適配器,可為系統(tǒng)提供更多充電算法,為智能手機(jī)與平板電腦充電實(shí)現(xiàn)通用性。該產(chǎn)品智能之處在于將電流限制USB電源開關(guān)與USB專用充電端口識(shí)別電路相整合,可自動(dòng)檢測USB 2.0及3.0數(shù)據(jù)線路電壓,并提供正確的電氣特征,安全地為符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備充電。

程文濤介紹:“TPS2511集成了市場上幾乎絕大多數(shù)廠商所做的用電設(shè)備智能檢測功能,要讓不同的充電器和用電設(shè)備互相識(shí)別,必須要包含每一家的判斷方法。而IC是最適合實(shí)現(xiàn)這種耗電又小,又需要很多的電路、晶體管來達(dá)成的一個(gè)功能。因此,TPS2511解決的就是這個(gè)問題。”他補(bǔ)充道,除了能夠讓充電器和用電設(shè)備之間互相識(shí)別之外,TPS2511也提供一些其他的功能,包括過熱保護(hù)。還有一個(gè)就是自動(dòng)補(bǔ)償?shù)墓δ?,?dāng)自動(dòng)探測到電流,電流超過一定限值的時(shí)候,它會(huì)自動(dòng)抬高電壓,補(bǔ)償線長的損耗。

除了提供UCC28700和TPS2511的評(píng)估板之外,TI還推出了以下幾款新版參考設(shè)計(jì)供下載,包括:1)通用AC輸入、5V、2A智能USB方形充電適配器(TPS2511+UCC28700);2)USB設(shè)備的通用汽車充電器(TPS2511+TSP54250);3)雙端口USB通用汽車充電器(2xTPS2511+TPS40170)。

據(jù)悉,采用6引腳、3×3毫米SOT-23封裝的UCC28700反激PWM控制器及采用8引腳、3×5毫米MSOP封裝的TPS2511通用充電器控制器現(xiàn)已開始供貨。TI還可提供UCC28700EVM-068與TPS2511EVM-141評(píng)估模塊。

產(chǎn)品目錄
MULTICOMP PRO
Kyet 科雅薄膜電容器
喬光電子(FTR)
采樣電阻
KINGSTATE(志豐電子)
君耀電子(Brightking)
RUBYCON電容原裝現(xiàn)貨供應(yīng)商
HAMAMATSU 濱松光電產(chǎn)品
傳感器
飛思卡爾開發(fā)工具 Freescale
嵌入式解決方案
自動(dòng)化工業(yè)系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)
行車記錄儀
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