中心議題：

• 能效規範引導高能效電源設計方向
• 實例說明電源設計中改善電路段能效的方法
• 高能效電源產品應用實例預覽

相關閱讀：
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近年來，隨著能源短缺和全球變暖現象的加劇，環保意識也已成為消費者的共識，他們越來越關注小尺寸、多功能、節(jie)能(neng)省(sheng)電(dian)等(deng)問(wen)題(ti)。對(dui)於(yu)高(gao)能(neng)效(xiao)電(dian)源(yuan)而(er)言(yan)，既(ji)要(yao)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)電(dian)能(neng)，又(you)要(yao)盡(jin)可(ke)能(neng)地(di)減(jian)少(shao)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)電(dian)能(neng)消(xiao)耗(hao)或(huo)損(sun)耗(hao)，這(zhe)種(zhong)符(fu)合(he)環(huan)保(bao)要(yao)求(qiu)的(de)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)才(cai)是(shi)消(xiao)費(fei)者(zhe)樂(le)於(yu)接(jie)受(shou)的(de)。

能效規範引導高能效電源設計方向

zaijintian

，geguozhengfuyedouzaidalichangdaonengyuandekechixufazhan
，tichulegezhonghuanbaozhiling。zainengxiaoguifanhehuanbaoyishidetuidongxia，dianyuanshichangzhengzaifashengjudadebianhua。juzuixintiaozhazhichu
，zuidadexuqiulaizijisuanjidianyuan
，qicishiyejingdianshi、電子鎮流器

、適配器電源。隨著計算機

、液晶電視、筆記本電腦市場的持續發展，對於這些產品的高能效電源的需求也在與日俱增。

此外
，世界各地的政府機構和行業組織都紛紛製定相應的能耗規範標準
，除了“80 PLUS”，業界還對計算機電源提出了更新的節能要求。近幾年，計算產業氣候拯救行動(CSCI)提出了更高的節能要求，也就是計算機電源在20%

、50% 和100%負載條件下要達到80%或更高的能效標準和要求。另外
，美國於08年推出的“能源之星”電視產品3.0版規範以及“能源之星”外部電源2.0版規範和09年推出的“能源之星” （ENERGY STAR?） 計算機5.0版規範也是旨在提高設備對電能的利用率。能效規範標準的日益普及要求、所有操作模式的電源轉換具備更高的能效
，其中包括降低待機（空載）能耗
、提升電源工作效率

、采用功率因數校正（PFC）或減少諧波。

實例說明電源設計中改善電路段能效的方法

在一個電源設計中，能效規範對電路段的挑戰主要體現在PFC能效
、主轉換器能效和次級能效幾個方麵。要提高這幾個方麵的能效
，就必須改善如圖1所示電路紅色框中的元件性能。以下將介紹改善電路段能效的幾種方法。


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1.改善PFC能效

改善PFC能效的目標是為了實現功率因數校正短的效率達到96%以上。采用無橋PFC（圖2a）可以減少橋損耗
，采用交錯式PFC（圖2b）可以滿足較高功率應用的要求
，以提升PFC能效。此外，還可以利用IC技術減少開關損耗，並利用更優化的拓撲結構來減少EMI濾波器損耗。
采用安森美半導體的NCP1605高能效待機模式PFC控製器就可以提高PFC輕載能效，進一步降低損耗。該器件采用高壓電流源
，外部設定固定開關頻率
，並可工作在DCM/CRM模式；可以在待機條件下軟跳周期（Soft-SkipTM）工作
；PFC就緒信號可以進行快速線路/負載瞬態補償
；穀底導通可實現過壓保護和欠壓保護；同時還具備輸入欠壓檢測、平滑啟動的軟啟動、過流限製和閂鎖功能。
   
2. 改善主轉換器段能效

要提高主轉換器能效可以采用以下幾種方法。一是通過降低導通阻抗（開關損耗較高）和/或減小初級峰值電流和均方根電流來降低初級導通損耗；二是考慮采用軟開關技術降低開關損耗
；三是通過減少整流器壓降（使用低正向壓降二極管或FET整流器）來降低次級損耗；四是采用更好的磁芯材料來降低磁芯損耗。表1列出了主要軟開關的拓撲結構，可供設計時參考。

表1. 主要軟開關拓撲結
改善次級能效

同步降壓轉換器是提高能效的好方案，采用DC-DC軟開關技術可以進一步提升能效。安森美半導體的NCP4302同步降壓控製器的滿載能效比肖特基二極管高2.5%；而NCP4331後穩壓器則比傳統磁放大器的能效高7%
，都可以為次級能效的提升做出貢獻。
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高能效電源產品應用實例預覽：

為了給大家更詳細地、更geng係xi統tong地di講jiang解jie高gao能neng效xiao電dian源yuan設she計ji的de實shi質zhi內nei容rong，我wo們men會hui在zai接jie下xia來lai幾ji講jiang的de內nei容rong中zhong為wei大da家jia提ti供gong了le幾ji種zhong典dian型xing的de高gao效xiao電dian源yuan參can考kao設she計ji，包bao括kuo滿man足zu個ge人ren電dian腦nao電dian源yuan能neng效xiao趨qu勢shi以yi及ji提ti升sheng液ye晶jing電dian視shi能neng效xiao方fang麵mian的de要yao求qiu上shang的de內nei容rong，還hai將jiang為wei大da家jia講jiang述shu太tai陽yang能neng充chong電dian控kong製zhi器qi設she計ji和he高gao能neng效xiao智zhi能neng電dian表biao電dian源yuan方fang案an。

1．筆記本電腦電源適配器設計

伴隨著越來越多的筆記本用戶要求高性能、小尺寸或低重量的筆記本
，同時價格適宜。對於電源適配器設計人員而言，就要選擇適合的控製器

，用於開發高能效
、集成豐富保護特性、尺寸小巧的適配器。從大多數用戶的使用情況來看，筆記本電腦有相當的時間內會處在輕載或待機條件下。與提高 25%、50%

、75%或 100%負(fu)載(zai)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)能(neng)效(xiao)相(xiang)比(bi)，降(jiang)低(di)極(ji)低(di)負(fu)載(zai)條(tiao)件(jian)甚(shen)至(zhi)是(shi)待(dai)機(ji)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)能(neng)耗(hao)及(ji)提(ti)升(sheng)能(neng)效(xiao)更(geng)具(ju)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)。這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)電(dian)源(yuan)控(kong)製(zhi)器(qi)具(ju)備(bei)極(ji)佳(jia)的(de)輕(qing)載(zai)或(huo)待(dai)機(ji)能(neng)耗(hao)性(xing)能(neng)。

在第二講的內容我們將會為大家講解采用NCP1250/NCP1251反激控製器製作出符合筆記本電腦電源適配器要求的設計實例。由於NCP1250/1是集成了應用高密度電源適配器所需的關鍵特性，如非耗散型過功率保護、能夠應用過溫保護、小封裝(TSOP6)及 Vcc 引腳過壓保護(OVP)(僅 NCP1251)等。NCP1250/1 在(zai)提(ti)供(gong)高(gao)工(gong)作(zuo)能(neng)效(xiao)的(de)同(tong)時(shi)


，通(tong)過(guo)采(cai)用(yong)頻(pin)率(lv)反(fan)走(zou)技(ji)術(shu)及(ji)跳(tiao)周(zhou)期(qi)模(mo)式(shi)，在(zai)輕(qing)載(zai)或(huo)待(dai)機(ji)模(mo)式(shi)下(xia)的(de)能(neng)耗(hao)極(ji)低(di)，從(cong)而(er)能(neng)夠(gou)在(zai)完(wan)整(zheng)負(fu)載(zai)範(fan)圍(wei)內(nei)提(ti)供(gong)高(gao)能(neng)效(xiao)。

2．台式計算機、平板電視的高效能電源控製器方案

計算機
、服fu務wu器qi及ji平ping板ban電dian視shi向xiang來lai是shi能neng效xiao規gui範fan機ji構gou的de重zhong要yao目mu標biao，這zhe些xie設she備bei必bi須xu在zai滿man足zu高gao性xing能neng的de同tong時shi符fu合he最zui新xin能neng效xiao要yao求qiu。在zai第di三san講jiang的de內nei容rong我wo們men將jiang介jie紹shao應ying用yong於yu計ji算suan機jiATX電源及平板電視的高能效
、高性能功率因數校正(PFC)及半橋諧振雙電感加單電容(LLC)組合控製器NCP1910的主要特性及電源段的應用設計要點，幫助工程師更好地采用NCP1910進行相關的電源設計。

3．高能效太陽能充電控製器設計

第四講將為大家介紹一款太陽能電池控製器NCP1294，用來實現太陽能電池板的最大峰值功率點跟蹤（MPPT）
，以最高能效為蓄電池充電。由於NCP1294 是一款固定頻率電壓模式 PWM 前饋控製器，包含電壓模式運作所需的所有基本功能。作為支持降壓
、升壓、降壓-升壓及反激等不同拓撲結構的充電控製器，NCP1294針對高頻初級端控製操作進行了優化，具有逐脈衝限流及雙向同步功能，支持功率最高140 W 的太陽能板。這款器件提供的 MPPT功gong能neng能neng夠gou定ding位wei最zui大da功gong率lv點dian，並bing實shi時shi根gen據ju環huan境jing條tiao件jian來lai調tiao節jie，使shi控kong製zhi器qi保bao持chi接jie近jin最zui大da功gong率lv點dian，從cong而er從cong太tai陽yang能neng板ban析xi取qu最zui大da的de電dian量liang，提ti供gong最zui佳jia的de能neng效xiao。

4. 高能效智能電表電源方案

從智能電表的組成來看，主要包括通信
、電源及電源管理、計量及存儲等功能模塊。就電源及電源管理模塊而言，第四講的內容將為大家提供包括高壓交流-直流(AC-DC)開關穩壓器、直流-直流(DC-DC)開關穩壓器/控製器和低壓降(LDO)線性穩壓器等設計方案，以方便讀者根據具體應用選擇適合的方案。這些電源方案具有高能效、低能耗及豐富保護特性等特點，將會成為是智能電表未來的發展趨勢之一。