标签: 手机充电器

  根据环保署的统计，不论是笔记本电脑、数字相机或是手机的充电器，台湾单单一年就制造了高达1.3亿个充电器垃圾；其中，又以手机充电器所造成的环境污染与废弃量最为严重。   而身为手机世代的你，一定就经历过这种体验，就是每当更换一支新手机时，就意谓着手边得多一款手机充电器。不知不觉中，曾经每天需要的充电器，逐渐成为每个人家中的科技包袱。换言之，全球手机充电器不兼容的问题已经产生每年數千吨的电子垃圾，并增加消费者的不便，这不仅大大地浪费地球资源与金钱成本外，也对整体环境保护造成莫大的影响。   为了杜绝此种科技进步所带来的恶相反扑，欧盟组织宣布与SONY、Nokia、Apple、Samsung以及LG等14家知名厂商签署合作备忘录，未来将陆续让手机充电器的规格全面性的统一通用，因而订定充电器通用接口规格标准（IEC 62684 2011/01）、EMC防电磁干扰标准（EN 301 489-34 2010/10）以及产品安全性标准（IEC 60950-1）。打着「一体成形、一器呵成（One size-fits-all mobile phone charger）」的口号，欧盟希望能透过充电器的高效能、低耗损、低幅射以及高安全性管理技术规格，确保来自不同厂商的手机与充电器进入全球市场皆具备兼容共享的能力。   以 Micro USB 作为手机装置的标准充电规格         全新的充电器通用接口规格标准IEC 62684是基于安全性、兼容性以及环境保护等因素所制定，其技术范围涵盖了所有充电器/外部电源装置（external power supply，EPS）、连接器以及插头等接口装置。未来的发展甚至会从手机跨足至数字相机、影音播放器、游戏机、平板装置等其他需要充电的产品领域。以目前的标准来说，手机充电器将统一使用Micro USB作为充电器的标准接口；也就是说，IEC 62684标准的核心将会以USB-IF协会所发布的Micro USB规范为出发点，藉由USB技术已获得消费者和产业界的广泛接受程度，顺势推广的国际标准。   值得注意的是，IEC委员会与USB-IF协会双方日前也签署合作备忘录，为符合IEC 62684的技术规格，受测装置必须先符合USB-IF协会所制订的连接器测试规范、USB Micro-B线缆与连接器规格、所有相应的电性规格、要求的电压/电流与频率范围以及EPS与可靠性（使用次数）规定。有鉴于此，百佳泰身为USB-IF协会正式授权并能完整执行USB-IF Compliance Program的认证测试实验室，多年来已投入大量人力与技术资源建立专业的团队与测试环境，能提供所有客户高效率且低成本的服务，以确保其产品符合USB技术规范、取得使用USB标志的权利，更进一步达成IEC 62684等规格要求 。   百佳泰率先开测   质量保证 手机充电器标准化此一创举将大大地将原本的充电器市场全面洗牌，让充电器不再堆积如山、不再彼此不兼容共享，也让各厂商为了迎合全球市场变化得作出相对应的改革要求。百佳泰凭借多年来在Micro USB接口、DUT以及I/O等验证经验，深刻体会客户在确保USB质量时可能会遇到的问题。因此，我们针对充电器通用接口规格标准（IEC 62684 2011/01）、EMC防电磁干扰标准（EN 301 489-34 2010/10）以及产品安全性标准（IEC 60950-1），提供测试相关申请与咨询服务。除了确保厂商在调整产品经营规划上的问题侦错与质量保障外，百佳泰更拥有全系列的各厂牌手机产品线，针对厂商的目标市场选择合适的配对手机进行兼容性验证，让厂商的手机充电器能符合国际标准规范的要求以及各系统商的需求，进而迅速取得认证、缩短产品的上市历程，达到制造商、消费者与百佳泰的三赢局面。   关于 IEC 62684 IEC 62684是国际电工委员会（International Electrotechnical Commission）所制订的一项标准，用以制订统一的充电器接口规格标准。IEC 62684最早为普及于欧洲的外部电源供应器（EPS）兼容性标准（EU 62684:2010），发展至今已成为全球性手机充电器国际标准（IEC 62684:2011）。   更多关于IEC标准的讯息请参考http://www.iec.ch/ 。  

作者： James Sheen   做一个简单的数学计算，就很容易理解为什么政府机构和手机制造商突然积极致力于降低手机充电器的待机功耗了：全球手机用户超过40亿，而其中大多数 用户都习惯于即使在电池完全充满并拔掉手机之后，仍然让自己的充电器保持连接状态，因而会继续耗电。根据诺基亚的统计，移动设备使用期间用电量的三分之二 是在空载模式下消耗的。 降低温室效应气体排放量和化石燃料消耗量无疑对我们所有人都十分重要，但除此之外，手机充电器解决方案还必须具有切实的优势，如合理的成本、易于实现和确 定的可靠性。在这方面，飞兆半导体为设计人员提供了相关IC，这些产品利用该公司在集成和封装领域的专业能力，在单一器件上整合了一个PWM控制器、一个 MOSFET(如果需要)和多项保护功能，能够帮助制造商达到空载功耗不到30mW的5星级水平(只有业界平均功耗300mW的十分之一)以及±5%的输 出CV/CC容限，并且无需次级端控制电路。 严格的空载容限 现在的手机用户要求繁多，包括大尺寸的触摸屏、数百万像素的相机、蓝牙及802.11 WiFi连接、全面的网络浏览、电邮和数据库访问、GPS导航、音乐及视频下载，以及即将实现的移动数字电视。所有这些热门功能都需要使用电能。手机是经 由电池供电的，而电池可通过各种不同的电源进行充电，如汽车上的点烟器(电源转换器)、商业飞机座椅上的电源插座，还有笔记本电脑或台式机上的USB端 口。 当然，最普遍的充电电源还是壁式AC电源插座和通常被称为手机充电器的外置AC-DC适配器，然而，这类设备大多数都不是真正的充电器。充电电路其实位于手机内部。 手机充电时平均仅需要2 W的功率，而笔记本电脑需要近100W，这也是手机充电器比笔记本电脑充电器小得多的原因。尽管如此，由于全球手机用户多达40亿，而PC拥有者只有10 亿，故降低用户熟知情况中的待机功耗，即工程师熟知条件下的空载功耗，已成为当前的一项关键设计考虑事项。 这些关注的结果是采取一系列措施来提升效率和降低空载功耗的需求。其中最新最严格的是由全球前五大手机厂商提出的一项自愿性的充电器星级制协定，用以标识 在充电完成之后，充电器仍插在壁式插座上时的耗能量。该星级制从0星级开始，最高5星级。空载下额定待机功耗0.5 W的充电器为0星级标签，待机功耗0.03 W (30mW)的为5星级(见下表)。通过比较，大多数现有手机的待机功耗在150–300mW范围。   这一点十分重要，有必要再次重申：要想获得5星级标签，充电器必须达到30mW或更低的空载功耗(见下表)，这比能源之星(level V)的阈值低90%。 (Source: ENERGY STAR®) 严格的CV/CC容限为什么重要 目前，小型便携式设备的电池都选择锂离子技术。这种技术的优势在于其尺寸小、能量密度大、自放电小，而且在尺寸和形状方面具有极大的灵活性。锂离子电池一般适用于恒流/恒压(CC/CV)充电方式；每种充电模式的时间长短取决于电池的容量和充电器的性能。 在最基本的形式下，即电池电压很低时，充电器进入恒流(CC)充电模式；这时大部分充电能量都传送给电池。一旦电池充电充到浮动电压(电池断开，零电流时，电池电压通常在4.2V左右)，系统将开始减小充电电流，以保持所需的电压——此所谓“恒压”模式。 虽然实现起来比较简单，但给手机充电实际上需要对浮动电压区进行精确的控制，才能获得最大电池容量，并延长电池使用时间。不精确的电池电压调节可能会使电 池充电不足，导致电池容量大幅度减小。另一方面，如果充电电压过高，电池的循环寿命会大大缩短。锂离子电池的过度充电还可能造成设备的灾难性故障。 满足30mW目标 对于设计工程师来说，门槛突然被拔高了。不过，不妨回想一下一年多前，那时的情形与现在似乎并无二致。当时，手机电源供应商设计出的恒压/恒流(CC/ CV)适配器/充电器大受赞誉。在待机模式下，这些适配器/充电器在120 VAC 时功耗为75mW， 240 VAC时为90 mW，都满足美国环保署能源之星规范中针对这两种输入电压制定的0.5W的要求。 虽然30mW是一项极具挑战性的要求，不过飞兆半导体的第三代PSR PWM产品仍然能够轻松满足。飞兆半导体最新推出的FSEZ1317器件集成了一个700 V 功率 MOSFET (1A)，可节省空间和成本。其CV/CC容限从±10%紧缩至± 5%，同时，外部电阻和电容的数量从12个减少到了5个(3个电阻，2个电容)。 这种PSR PWM 控制器可实现非常精确的 CC/CV 调节，且无需其它解决方案所需的次极端电压或电流反馈电路。对设计人员而言，在电池充电器应用中采用次极端反馈电路来进行CV/CC输出调节的传统方案已 不再有吸引力，因为其成本高，器件数目多，这意味着需要更多的板上空间和更大的充电器。此外，由于次级端元件会产生功耗，能效也受到不利影响。 对于需要外部MOSFET的设计，工程师可选择飞兆半导体的FAN103 PSR PWM控制器。在众多解决方案供应商中，只有飞兆半导体提供有独立式＋集成式MOSFET PWM控制器选择。 飞兆半导体的IC产品拥有节能性能的关键原因在于它采用了高压(HV)启动电路、专有绿色控制模式，以及专门开发的TRUECURRENT™技术，后者利 用PSR控制反激式转换器来调节输出电流，无需次级反馈电路。该控制器使用模拟信号处理和采样技术，通过变压器的初级端辅助绕组来调节输出电压/电流。利 用这种方案，充电器能够获得比传统电路设计更小的外形尺寸、更低的待机功耗和更高的效率。

上周初 ， 17 家领先的手机运营商和制造商在西班牙巴塞罗那宣布 ， 他们将致力制定一套新的手机通用充电器标准。该项计划由 GSMA (Groupe Speciale Mobile Association) 领导，设定在 2012 年之前可在全球范围内使用通用充电方案 (UCS) ，充电接口将统一采用 Micro-USB 。 UCS 充电器将达到四星级甚至更高的效率标准，其最高能效水平是未达到星级标准的充电器的三倍。（有关详细信息，请参阅： EC IPP 手机设备充电器分级 。） 由于每年要销售 13 到 15 亿部手机充电器 ， 新标准的出台势必会给手机行业带来巨大的影响。将来，新型充电器可适用于任何手机，因此充电器的营销及销售模式将会发生整体性转变。

上周初 ， 17 家领先的手机运营商和制造商在西班牙巴塞罗那宣布 ， 他们将致力制定一套新的手机通用充电器标准。该项计划由 GSMA (Groupe Speciale Mobile Association) 领导，设定在 2012 年之前可在全球范围内使用通用充电方案 (UCS) ，充电接口将统一采用 Micro-USB 。 UCS 充电器将达到四星级甚至更高的效率标准，其最高能效水平是未达到星级标准的充电器的三倍。（有关详细信息，请参阅： EC IPP 手机设备充电器分级 。） 由于每年要销售 13 到 15 亿部手机充电器 ， 新标准的出台势必会给手机行业带来巨大的影响。将来，新型充电器可适用于任何手机，因此充电器的营销及销售模式将会发生整体性转变。