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：
【class2】：筆記本電腦電源適配器設計實例
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【class3】：應用於台式計算機
、平板電視的高效能電源控製器方案
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【class4】：高能效太陽能充電控製器設計實例
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【class5】：高能效智能電表電源方案
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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

在zai今jin天tian，各ge國guo政zheng府fu也ye都dou在zai大da力li倡chang導dao能neng源yuan的de可ke持chi續xu發fa展zhan，提ti出chu了le各ge種zhong環huan保bao指zhi令ling。在zai能neng效xiao規gui範fan和he環huan保bao意yi識shi的de推tui動dong下xia，電dian源yuan市shi場chang正zheng在zai發fa生sheng巨ju大da的de變bian化hua。據ju最zui新xin調tiao查zha指zhi出chu，最zui大da的de需xu求qiu來lai自zi計ji算suan機ji電dian源yuan，其qi次ci是shi液ye晶jing電dian視shi、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%fuzaitiaojianxiadenengxiaoxiangbi，jiangdijidifuzaitiaojianshenzhishidaijitiaojianxiadenenghaojitishengnengxiaogengjutiaozhanxing。zhejiuyaoqiudianyuankongzhiqijubeijijiadeqingzaihuodaijinenghaoxingneng。

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(ji)ATX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。