可穿戴設(shè)備正集成越來(lái)越多的功能,這為電源管理帶來(lái)挑戰(zhàn)??纱┐髟O(shè)備中的電池通常非常小,設(shè)備又需要長(zhǎng)時(shí)間工作而不用充電,因此功耗是一個(gè)關(guān)鍵的設(shè) 計(jì)考慮因素。要保證可穿戴設(shè)備的時(shí)尚性,電路需要保持在極小的尺寸以內(nèi),這使電源管理等器件更傾向于采用單芯片解決方案。為應(yīng)對(duì)電池技術(shù)難以解決續(xù)航時(shí)間 的訴求,可穿戴設(shè)備有可能采用新型電源,例如對(duì)太陽(yáng)能或熱能進(jìn)行能量采集。
可穿戴設(shè)備電源的安全性也不可忽視,充電器需要考慮到各種保護(hù)措施??纱┐髟O(shè)備電源還需要考慮充電精度、顯示驅(qū)動(dòng)以及平臺(tái)兼容性等一系列的問(wèn)題。另外,可穿戴設(shè)備市場(chǎng)目前還處于起步階段,有許多可穿戴設(shè)備還是沿用已有的便攜設(shè)備電源管理方案做開(kāi)發(fā)。
適配器要同時(shí)滿足超低待機(jī)功耗與高能效,是魚(yú)與熊掌難以兼得。目前正進(jìn)入一場(chǎng)新改革,自行調(diào)整電源,可以實(shí)現(xiàn)電源的電壓、電流隨著用電設(shè)備的需求而調(diào) 整,從而實(shí)現(xiàn)超低的待機(jī)功耗基礎(chǔ)上,進(jìn)行快速充電的目的。為應(yīng)對(duì)這一革命性發(fā)展趨勢(shì),高能效,低功耗的電源解決方案是必要的。
電源適配器方案框圖:
電源適配器方案如下:
一、 5V/5A 快速充電電源適配器方案(依主芯片廠牌字母排序)
1.輸出 5V/5A Fairchild FAN501 + FAN6230 25W電源適配器方案
2.輸出 5V/5A ON NCP1247 + NCP4303 25W 電源適配器方案
3.輸出 5V/5A TI UCC28740 + UCC24610 25W 電源適配器方案
二、 65W ~ 120W 超低功耗電源適配器方案(依主芯片廠牌字母排序)
1.輸出 19V/3.42A 的 NXP TEA18362 + TEA1792 65W 電源適配器方案
2.輸出 19.5V/4.62A 的 NXP TEA1755 + TEA1792 90W電源適配器方案
3.輸出 19.5V/4.7A 的 ON NCP1937 + NCP4303 90W 電源適配器方案
4.輸出 19.5V/6.2A 的 ON NCP1937A 120 W電源適配器方案
一、5V/5A 快速充電電源適配器方案
1.輸出 5V/5A Fairchild FAN501 + FAN6230 25W電源適配器方案
方案框圖
方案特點(diǎn)
輸出短路保護(hù)
毫瓦節(jié)省技術(shù)提供超低的待機(jī)功耗,很容易滿足“能源之星 V5.0”
恒壓控制時(shí),根據(jù)輸入電壓,有兩段固定的 PWM 工作頻率 140kHz/85kHz
高壓?jiǎn)?dòng)
斷續(xù)和連續(xù)工作模式實(shí)現(xiàn)恒流控制,無(wú)需次級(jí)反饋電路
在連續(xù)工作模式有較高的功率密度和轉(zhuǎn)換效率
調(diào)頻減少 EMI 噪聲
方案照片
2.輸出 5V/5A ON NCP1247 + NCP4303 25W 電源適配器方案
方案框圖
方案特點(diǎn)
通過(guò)頻率反走和跳周期模式,減少待機(jī)功耗
可通過(guò)光耦觸發(fā)低功耗關(guān)閉模式
無(wú)損過(guò)功率補(bǔ)償
基于定時(shí)器的過(guò)功率保護(hù)
輸出短路保護(hù)
動(dòng)態(tài)自供電的高壓?jiǎn)?dòng)
欠壓監(jiān)測(cè)功能
有源 X2 電容放電
嚴(yán)重故障時(shí)閂鎖
自動(dòng)恢復(fù)或閂鎖選擇的過(guò)流保護(hù)
空載待機(jī)能耗 < 30 mW
可調(diào)功率過(guò)載保護(hù)
方案照片
3.輸出 5V/5A TI UCC28740 + UCC24610 25W 電源適配器方案
方案框圖
方案特點(diǎn)
少于 10mW 無(wú)負(fù)載功耗能力
針對(duì)恒定電壓 (CV) 的光耦合反饋,和針對(duì)恒定電流 (CC) 的初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié) (PSR)
在線路和負(fù)載上實(shí)現(xiàn) ±1% 電壓調(diào)節(jié)和 ±5% 電流調(diào)節(jié)
700V 啟動(dòng)開(kāi)關(guān)
100kHz 最大開(kāi)關(guān)頻率可實(shí)現(xiàn)高功率密度充電器設(shè)計(jì)
針對(duì)最高總體效率的諧振環(huán)谷值開(kāi)關(guān)運(yùn)行
簡(jiǎn)化電磁干擾 (EMI) 兼容性的頻率抖動(dòng)
針對(duì)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (MOSFET) 的已鉗制柵極驅(qū)動(dòng)輸出
過(guò)壓、低線路和過(guò)流保護(hù)功能
方案照片
二、65W ~ 120W 超低功耗電源適配器方案
1.輸出19V/3.42A 的 NXP TEA18361 + TEA1792 65W 電源適配器方案
方案框圖
方案特點(diǎn)
輸入:90 ~ 264 V (AC)
輸出:65W ( 19V/3.42A )
平均效率 >90%
沒(méi)有負(fù)載功率功耗 < 30 mw,輸出電壓可調(diào)節(jié)
集成 X-cap 放電
過(guò)電流保護(hù) (OCP)
功率過(guò)載保護(hù) (OPP)
高/低壓線路補(bǔ)償
兼容“能源之星 V6.0”
CoC 二級(jí)兼容
方案照片
2.輸出 19.5V/4.62A 的 NXP TEA1755 + TEA1792 90W電源適配器方案
方案框圖
方案特點(diǎn)
輸入:85 ~ 265 V (AC)
輸出:90W ( 19.5V/4.62A )
集成 PFC 和反激控制器,易實(shí)現(xiàn)小型化
兩段式 PFC + QR ,提高效率,有效降低 EMI 。
PFC 具有延時(shí) ON/OFF 功能,降低待機(jī)功耗和提高輕載效率,175mW@264Vac
低功率操作狀態(tài)下可調(diào)最小峰值電流來(lái)降頻,保證低輸出功率下的高效率
極低功率水平下的間歇頻率模式,以實(shí)現(xiàn)高效工作
高 PF 值與效率:PF >0.95
平均效率> 89.3%
符合能源之星標(biāo)準(zhǔn) 和 Erp lot 6 標(biāo)準(zhǔn)
過(guò)壓保護(hù)(OVP)
方案照片
3.輸出 19.5V/4.62A 的 ON NCP1937 + NCP4303 90W 電源適配器方案
方案框圖
方案特點(diǎn)
輸入:85 ~ 265V (AC)
輸出:90W ( 19.5V/4.62A )
集成了功率因數(shù)校正 (PFC) 控制器及準(zhǔn)諧振 (QR) 反激控制器
待機(jī)能耗降低至 < 10 mW
高壓?jiǎn)?dòng)
集成有源輸入濾波X電容放電
準(zhǔn)諧振控制器帶谷底鎖定功能
平均效率> 90%
4ms 軟啟動(dòng)定時(shí)器
精確過(guò)壓保護(hù)
可調(diào)的過(guò)功率保護(hù)
短路保護(hù)
方案照片
4.輸出 19.5V/6.2A 的 ON NCP1937A 120 W電源適配器方案
方案框圖
方案特點(diǎn)
輸入:85 ~ 265V (AC)
輸出:120W ( 19.5V/6.2A )
集成了功率因數(shù)校正 (PFC) 控制器及準(zhǔn)諧振 (QR) 反激控制器
待機(jī)能耗降低至 <10 mW
高壓?jiǎn)?dòng)
集成有源輸入濾波X電容放電
準(zhǔn)諧振控制器帶谷底鎖定功能
平均效率 > 90%
4ms 軟啟動(dòng)定時(shí)器
精確過(guò)壓保護(hù)
可調(diào)的過(guò)功率保護(hù)
短路保護(hù)
方案照片