AC-DC開關(guān)電源管理芯片，采用原邊反饋和副邊反饋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，應(yīng)用于適配器、手機(jī)充電器等電源供電。其典型規(guī)格包含5V/1A、5V/2A12V/1A、12V/1.5A、12V2A、19V3.4A等，滿足六級能效要求。通過限制電源的最大空載功耗，該標(biāo)準(zhǔn)迫使電源制造商降低電源空載時(shí)來自市電的輸入電流。雖然在待機(jī)時(shí)限制控制電路的電流能夠節(jié)省電能，但它也影響了電源從空載迅速過渡到滿載的能力，而在這個(gè)永遠(yuǎn)在線的消費(fèi)電子世界中，這個(gè)特性一直被我們視為是理所當(dāng)然的。

負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間 – 大信號響應(yīng)時(shí)間和工作電流

負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間直接影響輸出電壓的質(zhì)量;較快的響應(yīng)速度有助于減少輸出電壓偏差，而且不必使用多余的輸出電容器;較慢的響應(yīng)速度則反之。使用低功耗控制器時(shí)，響應(yīng)速度通常較慢，從而迫使電源不得不依賴外部組件來響應(yīng)輸出電流的變化。負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間實(shí)際上是控制環(huán)路的大信號響應(yīng)時(shí)間，整合了小信號穩(wěn)定性和一些大信號因素，例如，控制電路能夠迅速轉(zhuǎn)換放大器和驅(qū)動器的輸出。如果器件的轉(zhuǎn)換速率較低，而且小信號帶寬也較窄，輸出響應(yīng)負(fù)載變化的速度也較慢。

電子器件中的一些基本關(guān)系是通用的，雖然這不一定是絕對的。例如，工作電流很小的運(yùn)算放大器或?qū)Ρ绕鬓D(zhuǎn)換輸出的速度與工作電流較大的器件一樣快。隨著電流的下降，傳播時(shí)延也會增加，因?yàn)橛糜诮档碗娏鞯母鱾€(gè)級聯(lián)輸入級將增加信號穿過電路的時(shí)間。對于AC/DC轉(zhuǎn)換器，輸出變壓器的反射阻抗所產(chǎn)生的復(fù)雜性以及寄生電感的特性增加了分析大信號響應(yīng)時(shí)間的復(fù)雜性。通過關(guān)注控制器自身能夠做什么，而不去考慮主動無源組件的改變，我們就能有最大程度的電源性能提升，并降低工作電流。

負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間分析

當(dāng)任何電源的輸出電流發(fā)生變化時(shí)，多個(gè)因素將影響電源輸出響應(yīng)負(fù)載變化的速度和精度。通過將電源視作一個(gè)黑盒子-非理想電源，我們可以分析出是哪些因素決定了響應(yīng)時(shí)間。

。假設(shè)這個(gè)模型為一黑盒子，其輸出電路是一個(gè)黑盒子電源，配有一個(gè)使用等效串聯(lián)電阻(ESR)、等效串聯(lián)電感(ESL)和額定容量建模的輸出電容器。根據(jù)輸出電流的轉(zhuǎn)換速率以及輸出電容的ESR和ESL，由于電流的瞬時(shí)增加導(dǎo)致輸出電壓迅速下降。電壓瞬時(shí)下降的原因是輸出電容的ESR，而這個(gè)初始尖峰的恢復(fù)特性則取決于ESL

合理選擇ESR和ESL較低的旁路電容能夠?qū)⑦@個(gè)初始尖峰趨近于零。一旦輸出電容開始向輸出端提供電流，電壓將根據(jù)輸出電流和輸出總電容下降(dV = (I/C)*dt)。輸出電壓的下降幅度完全取決于電源響應(yīng)變化并開始向輸出電容器和負(fù)載提供電流的時(shí)間(dt)。一旦開始向輸出端提供電流，輸出電容將充至標(biāo)稱輸出電壓，并提供一個(gè)較小的輸出偏移量。這個(gè)輸出偏移量通常被稱為負(fù)載調(diào)整率，而且通常取決于控制環(huán)路的增益特性。系統(tǒng)中的增益越大，對負(fù)載的電壓輸出精度就越高。

反激式轉(zhuǎn)換器中所使用的控制器可以是模擬或數(shù)字控制器。這兩種技術(shù)均用于完成相同的功能，但所采用的方法截然不同。模擬控制器使用模擬放大器監(jiān)測來自輸出端的反饋，以便生成一個(gè)誤差信號，然后將其與一個(gè)參考信號進(jìn)行對比，并對輸出級進(jìn)行調(diào)制，以使輸出電壓返回到調(diào)節(jié)狀態(tài)。數(shù)字電路將模擬反饋信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，然后將該字與一個(gè)已設(shè)定的對比點(diǎn)進(jìn)行對比，再使用比例-積分-微分(PID)過濾器對輸出進(jìn)行調(diào)制，以調(diào)節(jié)輸出電壓。從黑盒子的角度而言，它們完成了相同的功能，但黑盒子內(nèi)部卻是兩個(gè)截然不同的世界。

模擬控制器

采用模擬技術(shù)的電源控制器已問世數(shù)十年。作為一種廣為熟悉的技術(shù)，模擬控制器的優(yōu)缺點(diǎn)已經(jīng)被探討了很長一段時(shí)間。作為任何模擬控制器的核心(圖2)，傳統(tǒng)的誤差放大器的性能取決于偏置電流。雖然的確存在能夠以很小的偏置電流實(shí)現(xiàn)較高性能的技術(shù)，但卻要犧牲硅片空間，而這是一個(gè)昂貴的代價(jià)。但是，一旦你為了遵從嚴(yán)格的最新能效標(biāo)準(zhǔn)而限制了這些模擬控制器的電流，它們的響應(yīng)時(shí)間將會大幅延長?；仡櫳鲜龅妮敵鲐?fù)載瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間分析以及控制環(huán)路的響應(yīng)時(shí)間對輸出電壓質(zhì)量的影響，我們可以清楚地看到，環(huán)路越快，輸出電壓的完整性就越高。

數(shù)字控制器

數(shù)字控制器的功能與模擬控制器相同，但黑盒子里面的某些內(nèi)容卻完全不同。一個(gè)典型的數(shù)字電源控制器由一個(gè)PID過濾器、數(shù)字參考、數(shù)字脈沖寬度調(diào)制(PWM)生成器和輸出驅(qū)動器構(gòu)成。它將反饋信號轉(zhuǎn)換為一數(shù)字列，然后將該字列與數(shù)字參考點(diǎn)進(jìn)行對比，再使用PID過濾器決定數(shù)字化的PWM電路將向主電源設(shè)備輸出。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的基于PID的數(shù)字控制器對復(fù)雜變化響應(yīng)較慢，除非它使用速度極高的ADC和時(shí)鐘頻率極高的數(shù)字內(nèi)核。在負(fù)載總是較大的大電流應(yīng)用中，這種方法是可行的，可以實(shí)現(xiàn)很快的響應(yīng)速度，但在輕載情況下，與模擬控制器類似，簡單的數(shù)字控制器也會無法滿足較高性能。

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模擬控制器相較于數(shù)字控制器，這兩個(gè)端點(diǎn)電路之間沒有理由存在重大的性能差距。但是，數(shù)字設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)展到這樣的程度：可以為控制器設(shè)計(jì)增添一些模擬控制器難以實(shí)現(xiàn)的自由度。與數(shù)字PID主控模塊并聯(lián)的額外的模擬或數(shù)字電路更可大幅提升電路的性能。單純的模擬控制器很難實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，因?yàn)轭~外的控制電路會嚴(yán)重破壞頻率補(bǔ)償。在模擬控制器中，一個(gè)控制環(huán)路本本已很難穩(wěn)定，多個(gè)并聯(lián)運(yùn)行的環(huán)路需要極為復(fù)雜的補(bǔ)償機(jī)制，而為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，這通常又會導(dǎo)致不可接受的權(quán)衡。不論在DC/DC控制器或AC/DC控制器中，都存在相同的問題?？焖賱討B(tài)負(fù)載響應(yīng)所產(chǎn)生的影響

具備快速動態(tài)負(fù)載響應(yīng)功能的電源不僅在維持最終應(yīng)用所需的電壓穩(wěn)定性、規(guī)格和性能方面擁有明顯優(yōu)勢，而且還能減少維持輸出電壓所需的大容量電容，從而縮減電路的規(guī)模和成本。在要求高性能和低成本、同時(shí)要求遵從國際能效標(biāo)準(zhǔn)的典型應(yīng)用就是用于為智能手機(jī)充電的USB兼容輸出、並通用于離線輸入電壓適配器。針對使用USB連接器的電池充電器的USB BC1.2規(guī)范定義了一個(gè)恒定的DC輸出電壓在通用AC輸入電壓范圍下運(yùn)作，以確保使用遵從USB BC1.2規(guī)范的適配器的智能手機(jī)能夠正常工作。該規(guī)范還定義了一個(gè)恢復(fù)時(shí)間，即輸出從標(biāo)稱的電壓降至最低的電壓，然后再恢復(fù)的時(shí)間。輸出必須在指定的時(shí)間和DC容差內(nèi)恢復(fù)。

表1列出了需要遵從USB BC1.2的規(guī)范的規(guī)格。響應(yīng)時(shí)間和電壓似乎容易實(shí)現(xiàn)，尤其相對DC/DC轉(zhuǎn)換器而言，但AC/DC電源必須遵從DoE規(guī)范，而這是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。

電源轉(zhuǎn)換事業(yè)群(前iWatt Inc.)出品的iW1760遵從USB BC1.2規(guī)范，同時(shí)遵從DoE于2014年2月頒布的最新的能效標(biāo)準(zhǔn)以及歐盟頒布的最嚴(yán)格的能效標(biāo)準(zhǔn)“Code of Conduct Version 5, Tier 2”。圖4 顯示了iW1760在一個(gè)10W USB充電應(yīng)用中的響應(yīng)時(shí)間：輸出在6ms內(nèi)響應(yīng)了一個(gè)2A負(fù)載變化，并將輸出電壓保持在USB BC1.2 AC所要求的范圍內(nèi)，并留出了一些余量。

一個(gè)響應(yīng)速度更快的部件能夠以更少的電容實(shí)現(xiàn)更短的響應(yīng)時(shí)間，同時(shí)滿足能效標(biāo)準(zhǔn)的要求。

數(shù)字技術(shù)正在將掀開一個(gè)新的電源設(shè)計(jì)時(shí)代，甚至能為那些不精通電源的設(shè)計(jì)工程師提供靈活、易用的解決方案。數(shù)字電源管理技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)步讓快速響應(yīng)成為可能，并讓消費(fèi)電子應(yīng)用的電源適配器能夠在不犧牲性能的情況下，滿足國際能效規(guī)定

茂捷半導(dǎo)體是一家專業(yè)從事純模擬電路和數(shù)?；旌?a href="http://hljzzgx.com/v/tag/123/" target="_blank">集成電路設(shè)計(jì)的IC設(shè)計(jì)國產(chǎn)電源ic芯片公司。公司資深研發(fā)團(tuán)隊(duì)將業(yè)界先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)與亞太地區(qū)的本土優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)鏈相結(jié)合，服務(wù)全球市場，為客戶提供高效率、低功耗、低風(fēng)險(xiǎn)、低成本、綠色化的產(chǎn)品方案和服務(wù)。助力于充電器、適配器、照明、鋰電充電、傳感器、音頻功放，小功率電器，等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

茂捷半導(dǎo)體主營：國產(chǎn)AC/DC系列電源芯片、LED芯片、鋰電充電IC芯片、傳感器應(yīng)用ic芯片、音頻功放IC等IC芯片，其產(chǎn)品具備性能優(yōu)良、性價(jià)比高、兼容性好等優(yōu)勢，可優(yōu)勢兼容例如昂寶、晶豐明源、士蘭微、啟達(dá)、矽力杰、硅動力、賽威、微盟等品牌驅(qū)動IC芯片，且腳位PIN對PIN，大多數(shù)品牌驅(qū)動IC兼容替換之后PCB板不需做任何的改動，并且測試參數(shù)比較其他品牌均有優(yōu)勢，已有多數(shù)廠商批量生產(chǎn)。