降低充电器和适配器无负载总功耗研究

本文简要介绍如何利用ST的二次侧器件TSM家族降低充电器和电源适配器的无负载功耗，这个家族具有精确的电压和电流调节功能，而且在无负载条件下可以使整个系统在无负载条件下将总功耗降到近100mW。

　　TSM101x家族产品集成了一个电压基准器件和两个运算放大器，是高度集成的需要恒压（CV）和恒流（CC）模式的开关电源解决方案。电压基准器件和一个运算放大器的集成使之成为理想的电压控制器。另外一个运算放大器再与这个集成的电压基准器件和几个外部电阻器配合，可以起到一个限流器的功能。

　　这些产品用于要求恒压和输出限流的充电器以及适配器，可以用于电压参考精度在0.5%到1%之间的各类应用。

　　在一个典型的充电器和适配器系统内，不同的因素都会在无负载条件下提高总功耗。但是，从广度上说，总功耗可以分成二次侧产生的功耗（Pout）和一次侧产生的功耗（Pin）。

　　二次侧功耗

　　本文着重介绍如何降低二次侧功耗，所以，我们从思考开关电源应用二次侧的典型电路图开始介绍，见下图1。

　　恒流-恒压标准器件是一个集成了两个运算放大器的单片集成电路。在这两个运算放大器中，一个是独立的器件，而另一个的非逆变输入与一个2.5V固定电压基准电路相连。ST的TSM103W是这种二次侧器件的一个典型应用。

　　恒流-恒压器件通常是并联电路，这意味着内部电流发生器需要一个外电源，以极化并将基准电压固定在2.5V （Vref = 2.5V）。

　　如果我们假定Vout连接一个没电的电池，我们将会看到图2的输出电压-电流特性曲线。

　　从图2中我们不难看出，负载采用逐渐充电方式，先提高电流，然后再提高电压，以便压降达到最小值。这种逐渐充电的方法确保电流得到限制，实现稳定的电流。此后，电压开始上升（同时电流保持恒定），直到恒定的电压值为止。

　　在一个典型的适配器应用中，最大输出电压20V（无负载条件下），最小输出电压5V（维持恒流的最小电压值）。

　　为了维持Vout_min = 5V， Vcc_min = 5V，给Vref加偏压所需的最小电流值1mA，这表示：

　　因此，为了维持Vout_min = 5V，我们必须将基准电阻固定在Rref = 2.5k健

　　既然我们固定了基准电阻Rref，我们就应该考虑Vout_max = 20V的无负载条件。根据下面的公式：

　　二次侧的总功耗通过下面的公式计算：Pout =