隨著現今的智慧型手機、筆記型電腦等體積日益輕薄短小,卻要求更多的電池容量以維持較長的電池續航力,促使這類產品的電源轉接器也邁向以最小體積,提供最大功率的「不歸路」。電源IC相關廠商看中此發展趨勢,也推出相應的產品,以協助電源轉接器終端製造商,順利推出滿足市場需求的裝置。

德州儀器(TI)高壓電源解決方案系統及應用工程經理John Stevens表示,越來越輕薄的筆記型電腦或是智慧型手機,卻不斷提高電池續航力,以及更高的功率,這導致電源轉接器的只能體積越趨龐大,反而造成使用者攜帶上的不便。

有鑑於此,德州儀器開發主動鉗位反馳式架構,讓電源轉接器能以更小的空間體積,實現更高的充電效率。Stevens指出,現有的準諧振反馳式轉換器(quasi-resonant flyback converter,QR flyback)雖然也可以讓電源轉接器具備更高的效率,亦為拓撲結構的選擇之一,但卻有體積無法縮小的限制,因此主動鉗位反馳式架構應運而生。

主動鉗位反馳式架構不僅可使電源轉接器的體積縮小,還具備免除開關損耗並降低電磁干擾(EMI)、提高傳統反馳式轉換器的效率,以及實現更高功率密度的特性。Stevens解釋,主動鉗位反馳式架構能擁有上述特色,是由於德州儀器透過適當地控制鉗位,使主動鉗位反馳式架構能夠達到零電壓開關(ZVS),再藉由迴圈將釋出的漏感(leakage inductance)能量傳輸到傳輸端(即電感),不是任其浪費、消耗掉,而較低的開關損耗也可以提升更高的開關頻率,進而使被動元件的體積更小,並進一步減少周邊元件。

利用主動鉗位反馳式架構,德州儀器打造了主動鉗位反馳式晶片組。該晶片組由兩顆IC搭配而成——主動調整零電壓開關主動鉗位反馳式控制器與高頻多模式同步整流控制器,具備功率密度加倍、高效率、簡化設計等優勢。Stevens強調,由於與變壓器漏感相關的損耗限制了實際大小,因此每個設計都透過減少漏感以克服此一缺點。但主動鉗位反馳式架構能真正打破了這個技術限制,使新一代的電源轉接器能夠契合行動裝置更輕薄短小的發展趨勢,但卻不需因而降低功率效率。