做一個(gè)簡(jiǎn)單的數學(xué)計算，就很容易理解為什么政府機構和手機制造商突然積極致力降低手機充電器的待機功耗了：全球手機用戶(hù)超過(guò)40億，而其中大多數用戶(hù)都習慣于即使在電池完全充滿(mǎn)并拔掉手機之后，仍然讓自己的充電器保持連接狀態(tài)，因而會(huì )繼續耗電。根據諾基亞的統計，移動(dòng)設備使用期間用電量的三分之二是在空載模式下消耗的。
降低溫室效應氣體排放量和化石燃料消耗量無(wú)疑對我們所有人都十分重要，但除此之外，手機充電器解決方案還必須具有切實(shí)的優(yōu)勢，例如合理的成本、易于實(shí)現和確定的可靠性。在這方面，飛兆半導體公司為設計人員提供了相關(guān)IC，這些產(chǎn)品利用該公司在集成和封裝領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)能力，在單一器件上整合了一個(gè)PWM控制器、一個(gè)MOSFET(如果需要)和多項保護功能，能夠幫助制造商達到空載功耗不到30mW的5星級水平(只有業(yè)界平均功耗300mW的十分之一)以及±5%的輸出CV/CC容限，并且無(wú)須次級端控制電路。

嚴格的空載容限
現在的手機用戶(hù)要求繁多，包括大尺寸的觸摸屏、數百萬(wàn)像素的相機、藍牙及802.11 WiFi連接、全面的網(wǎng)絡(luò )瀏覽、電郵和數據庫訪(fǎng)問(wèn)、GPS導航、音樂(lè )及視頻下載，以及即將實(shí)現的移動(dòng)數字電視。所有這些熱門(mén)功能都需要使用電能。手機是經(jīng)由電池供電的，而電池可通過(guò)各種不同的電源進(jìn)行充電，如汽車(chē)上的點(diǎn)煙器(電源轉換器)、商業(yè)飛機座椅上的電源插座，還有筆記本電腦或臺式機上的USB端口。
當然，最普遍的充電電源還是壁式AC電源插座和通常被稱(chēng)為手機充電器的外置AC/DC適配器，然而，這類(lèi)設備大多數都不是真正的充電器。充電電路其實(shí)位于手機內部。
手機充電時(shí)平均僅需要2W的功率，而筆記本電腦需要近100W，這也是手機充電器比筆記本電腦充電器小得多的原因。盡管如此，由于全球手機用戶(hù)多達40億，而PC擁有者只有10億，故降低用戶(hù)熟知情況中的待機功耗，即工程師熟知條件下的空載功耗，已成為當前的一項關(guān)鍵設計考慮事項。
這些關(guān)注的結果是采取一系列措施來(lái)提升效率和降低空載功耗的需求。其中最新最嚴格的是由全球前五大手機廠(chǎng)商提出的一項自愿性的充電器星級制協(xié)定，用以標志在充電完成之后，充電器仍插在壁式插座上時(shí)的耗能量。該星級制從0星級開(kāi)始，最高5星級�？蛰d下額定待機功耗大于0.5W的充電器為0星級標簽，待機功耗小于0.03W(30mW)的為5星級(見(jiàn)表1)。通過(guò)比較，大多數現有手機的待機功耗在150～300mW范圍。
這一點(diǎn)十分重要，有必要再次重申：要想獲得5星級標簽，充電器必須達到30mW或更低的空載功耗(見(jiàn)表1)，這比能源之星(level V)的閾值低90%。

嚴格的CV/CC容限為什么重要
目前，小型便攜式設備的電池都選擇鋰離子技術(shù)。這種技術(shù)的優(yōu)勢在于其尺寸小、能量密度大、自放電小，而且在尺寸和形狀方面具有極大的靈活性。鋰離子電池一般適用于恒流/恒壓(CC/CV)充電方式；每種充電模式的時(shí)間長(cháng)短取決于電池的容量和充電器的性能。
在最基本的形式下，即電池電壓很低時(shí)，充電器進(jìn)入恒流(CC)充電模式；這時(shí)大部分充電能量都傳送給電池。一旦電池充電充到浮動(dòng)電壓(電池斷開(kāi)，零電流時(shí)，電池電壓通常在4.2V左右)，系統將開(kāi)始減小充電電流，以保持所需的電壓——此所謂“恒壓”模式。
雖然實(shí)現起來(lái)比較簡(jiǎn)單，但給手機充電實(shí)際上需要對浮動(dòng)電壓區進(jìn)行精確的控制，才能獲得最大電池容量，并延長(cháng)電池使用時(shí)間。不精確的電池電壓調節可能會(huì )使電池充電不足，導致電池容量大幅度減小。另一方面，如果充電電壓過(guò)高，電池的循環(huán)壽命會(huì )大大縮短。鋰離子電池的過(guò)度充電還可能造成設備的災難性故障。

滿(mǎn)足30mW目標
對于設計工程師來(lái)說(shuō)，門(mén)檻突然被拔高了。不過(guò)，不妨回想一下一年多前，那時(shí)的情形與現在似乎并無(wú)二致。當時(shí)，手機電源供應商設計出的恒壓/恒流(CC/CV)適配器/充電器大受贊譽(yù)。在待機模式下，這些適配器/充電器在120VAC時(shí)功耗為75mW，240VAC時(shí)為90mW，都滿(mǎn)足美國環(huán)保署能源之星規范中針對這兩種輸入電壓制定的0.5W的要求。
雖然30mW是一項極具挑戰性的要求，不過(guò)飛兆半導體公司的第三代PSR PWM產(chǎn)品仍然能夠輕松滿(mǎn)足。飛兆半導體最新推出的FSEZ1317器件集成了一個(gè)700V功率MOSFET(1A)，可節省空間和成本。其CV/CC容限從±10%緊縮至±5%，同時(shí)，外部電阻和電容的數量從12個(gè)減少到了5個(gè)(3個(gè)電阻，2個(gè)電容)。
這種PSR PWM控制器可實(shí)現非常精確的CC/CV調節，且無(wú)須其他解決方案所需的次極端電壓或電流反饋電路。對設計人員而言，在電池充電器應用中采用次極端反饋電路來(lái)進(jìn)行CV/CC輸出調節的傳統方案已不再有吸引力，因為其成本高，器件數目多，這意味著(zhù)需要更多的板上空間和更大的充電器。此外，由于次級端元件會(huì )產(chǎn)生功耗，能效也受到不利影響。
對于需要外部MOSFET的設計，工程師可選擇飛兆半導體的FAN103 PSR PWM控制器。在眾多解決方案供應商中，只有飛兆半導體提供有獨立式＋集成式MOSFET PWM控制器選擇。
飛兆半導體的IC產(chǎn)品擁有節能性能的關(guān)鍵原因在于它采用了高壓(HV)啟動(dòng)電路、專(zhuān)有綠色控制模式，以及專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的TRUECURRENT技術(shù)，后者利用PSR控制反激式轉換器來(lái)調節輸出電流，無(wú)須次級反饋電路。該控制器使用模擬信號處理和采樣技術(shù)，通過(guò)變壓器的初級端輔助繞組來(lái)調節輸出電壓/電流。利用這種方案，充電器能夠獲得比傳統電路設計更小的外形尺寸、更低的待機功耗和更高的效率。