隨sui著zhe智zhi能neng手shou機ji以yi及ji平ping板ban電dian腦nao的de普pu及ji。手shou機ji充chong電dian器qi的de要yao求qiu也ye越yue來lai越yue高gao。其qi挑tiao戰zhan主zhu要yao來lai源yuan於yu兩liang個ge方fang麵mian。第di一yi
，低di待dai機ji功gong耗hao。由you於yu充chong電dian器qi通tong常chang都dou插cha在zai插cha座zuo上shang
，而er且qie大da多duo數shu時shi間jian都dou不bu在zai執zhi行xing充chong電dian工gong作zuo。但dan是shi，它ta們men仍reng然ran會hui消xiao耗hao電dian能neng
，因yin而er浪lang費fei了le能neng源yuan和he用yong戶hu的de金jin錢qian。如ru何he降jiang低di這zhe些xie裝zhuang置zhi的de待dai機ji功gong耗hao，從cong而er節jie省sheng電dian能neng、滿足政府法規要求，以及為用戶節省金錢
，已顯然是設計工程師必須麵對的問題。IEC 五星級能耗要求空載時設備消耗的功率必須小於 30mW。第二
，EMI 性xing能neng。由you於yu充chong電dian器qi的de體ti積ji非fei常chang小xiao，成cheng本ben控kong製zhi嚴yan格ge，所suo以yi濾lv波bo器qi的de使shi用yong受shou到dao限xian製zhi，另ling一yi方fang麵mian，原yuan副fu邊bian漏lou電dian流liu的de限xian製zhi也ye使shi得de越yue來lai越yue多duo的de廠chang商shang采cai用yong了le無wu Y 電容方案。這給 EMI 的設計提出了極大的挑戰。

本方案采用了 UCC28720 控製的 5V@1A 反激變換器，介紹了一種特殊的變壓器結構

，成功去除了 Y 電容了。同時由於 UCC28720 是一款原邊反饋變換器，從而消除了光藕及副邊反饋線路

，節約了成本並提高了可靠性。 UCC28720 集成了高壓啟動
，調頻調幅兩種模式
，使得整個變換器的待機功耗可以在全電壓範圍內小於10mW，已經遠遠優於五星級標準。

圖1是原理圖。

圖1：5W無Y電容充電器原理圖
[page]

1 、待機功耗估算

電壓調整控製模式下，控製器工作在調頻（FM）和調幅（AM）模式
，如圖 2 所示。從圖中可知，待機情況下，UCC28720 支持最低開關頻率為 680Hz；同時原邊峰值電流為滿載峰值電流的 1/4。所以，待機功耗可作如下估算：

由you上shang式shi可ke得de，待dai機ji功gong耗hao的de大da小xiao跟gen變bian壓ya器qi電dian感gan量liang大da小xiao，變bian換huan器qi具ju體ti的de峰feng值zhi電dian流liu無wu關guan，隻zhi與yu設she計ji的de最zui高gao工gong作zuo頻pin率lv與yu芯xin片pian最zui低di工gong作zuo頻pin率lv比bi以yi及ji最zui大da設she計ji峰feng值zhi電dian流liu和he最zui小xiao峰feng值zhi電dian流liu比bi有you關guan。根gen據ju芯xin片pian規gui格ge書shu得de：

本次設計中
，輸出功率為 5W，最大開關頻率設計為 70KHz。所以，可以計算得
，理論待機功耗為：

由於輸出需要加一定的假負載來保證控製輸出電壓穩定，假負載一般在 2mW 左右，那麼整機空載功耗可以在全電壓範圍內做到 10mW 以下。

圖2 ：UCC28720 FM 和 AM 模式圖
[page]

2
、變壓器結構設計

變壓器的電感量計算可以參考 UCC28720 的規格書；這個不作詳細介紹。詳細的變壓器計算可以參考 SLUA604。這裏隻介紹本方案中的被證明的一種對 EMC 有效的變壓器結構。

合適的變壓器結構設計對適配器的效率和 EMI 性能有很大的影響。本文提供了一種經測試驗證的變壓器設計結構，從而幫助去除了 Y 電容，並且得到理想的 EMI 結果。參見圖 3，通tong過guo計ji算suan
，使shi變bian壓ya器qi原yuan邊bian恰qia好hao繞rao滿man骨gu架jia兩liang層ceng
，然ran後hou加jia入ru一yi層ceng屏ping蔽bi繞rao組zu，繞rao組zu一yi端duan接jie地di
，另ling一yi端duan埋mai在zai變bian壓ya器qi內nei部bu。屏ping蔽bi繞rao組zu將jiang原yuan副fu邊bian隔ge離li，可ke以yi有you效xiao的de降jiang低di共gong模mo幹gan擾rao。屏ping蔽bi繞rao組zu的de外wai麵mian是shi副fu邊bian繞rao組zu，最zui外wai層ceng是shi輔fu助zhu繞rao組zu，通tong過guo選xuan擇ze適shi當dang的de線xian，使shi得de輔fu助zhu繞rao組zu剛gang好hao繞rao滿man一yi層ceng。最zui後hou，變bian壓ya器qi外wai加jia銅tong帶dai做zuo屏ping蔽bi
，銅tong帶dai需xu與yu磁ci芯xin可ke靠kao接jie觸chu，然ran後hou通tong過guo導dao線xian接jie地di
，達da到dao磁ci芯xin接jie地di的de目mu的de。 使用此種結構的變壓器，在本設計中
，可以通過 EMI 測試，並且有可靠的餘量。

圖3：變壓器結構圖

當然
，EMI 特性跟很多因素有關，本設計中有效的變壓器結構不一定適用於其它的設計，但無論如何
，都可以給後麵的設計作一個參考和思路。
[page]

測試結果

根據以上分析和設計，製作了樣機並驗證其性能，實驗結果如下。

1 、效率測試

Table 1. 115Vac 變換器效率

Table 2. 230Vac 變換器效率

2、 待機功耗

圖 4：待機功耗

圖中可以看出，變換器在全電壓範圍內
，待機功耗低於 10mW。
[page]

3、 輸出 V-I 曲線

圖 5： 115V&230V V-I 曲線

由圖 5 所示，本方案在 115Vac 輸入和 230Vac 輸入情況下，輸出電壓和輸出電流均在客戶要求的範圍之內
，並且可以看到
，不同輸入電壓時，輸出電流的一致性非常好。

4
、 EMC 測試

圖 6：傳導測試結果

結論

本文分析設計了使用 UCC28720 控製的原邊反饋反激變換器。 找到了一種合理的變壓器結構，通過了 EMI 測試，完成了無 Y 電容的充電器設計。給未來的無 Y 電容充電器的設計提供了一種參考和思路。同時，結合 UCC28720 的特點
，使該方案在整個輸入電壓範圍內的待機功耗低於10mW。

相關閱讀：

蘋果充電器拆解

，可否辟謠充電爆炸一事？
http://m.0-fzl.cn/power-art/80022199
一款高性價比能耗型鋰電池組均衡充電器設計
http://m.0-fzl.cn/power-art/80021779
兩款電路設計：教你用5號電池做USB手機充電器
http://m.0-fzl.cn/power-art/80022234