革新移動設(shè)備充電器的設(shè)計架構(gòu)，提高充電效率

　　市場調(diào)查顯示，可攜式裝置使用者最希望電池充電間隔時間能有所改善，但是，由于可攜式裝置開發(fā)過程中所涉及的關(guān)鍵設(shè)計因素，如更大的螢?zāi)怀叽纭⒏叩慕馕龆群凸δ芨鼜?qiáng)大的處理器，讓電力更快耗盡，使得須要頻頻充電的困擾不易解決。

　　最近，市面上出現(xiàn)了4.3吋和4.7吋，甚至是超過5吋的螢?zāi)?，螢?zāi)唤馕龆雀哌_(dá)720p。相較于較早推出的解析度更低、螢?zāi)怀叽绺〉娘@示器而言，這些顯示器所需的功率大幅增加，以便讓液晶（LCD）螢?zāi)贿_(dá)到令人滿意的亮度（表1）。

　　來自NPD DisplaySearch的另一項(xiàng)調(diào)查顯示，移動裝置的螢?zāi)唤馕龆瘸掷m(xù)提高。2010年，超過200ppi畫素密度的螢?zāi)粌H占市場22%，然而，到2015年則將增至50%，至2018年，高畫素密度螢?zāi)坏氖姓几鼘⒃鲋?5%（圖1）。

　　移動裝置上的處理器也存在同樣的問題。在很短的時間內(nèi)，處理器從單核架構(gòu)演進(jìn)到四核架構(gòu)，儘管如今的中央處理器（CPU）採用的是先進(jìn)的製程技術(shù)，但是功耗仍繼續(xù)增加。

　　資料來源：DisplaySearch

　　圖1 各螢?zāi)划嬎孛芏鹊氖袌稣加新?/p>

　　雖然LCD螢?zāi)缓吞幚砥鞑⒉皇菍?dǎo)致功耗增加的唯一因素，但在「移動裝置無處不在」成為必然發(fā)展趨勢的大環(huán)境下，可攜式裝置所需的電池容量將愈來愈大，因此，延長電池容量將是緩解使用者煩惱最簡單的方法。

　　增加電池容量聽起來很容易，但背后也有著一系列的問題--優(yōu)化充電器的額定功率正是亟須解決的問題之一。長期以來，通用串行總線（USB）充電器標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致智慧手機(jī)充電器廣泛採用5伏特（V）/1安培（A）的功率格式。由于大趨勢將促使電池容量從目前的1，800毫安培小時（mAh）增至3，500毫安培小時，且以后電池容量將進(jìn)一步超出這一範(fàn)圍，因此，5伏特/1安培的充電器顯然不敷需求。若使用現(xiàn)在的5伏特/1安培格式充電器為大容量的電池充滿電，需要較長的等待時間。

　　在業(yè)界努力改善電池週期同時，散熱問題亦浮出檯面。使用目前1安培的電流為超過2，000毫安培小時容量的電池充電，會導(dǎo)致溫度較高，這是因?yàn)槌潆娖鞅３秩?fù)載的狀態(tài)會產(chǎn)生熱量，而熱量又會使充電器外殼的溫度升高。

　　提升充電器額定功率

　　要想在合理時間內(nèi)為可攜式裝置的大容量電池充滿電，製造商所能採用的最簡單的辦法就是增加充電器的額定功率。依照USB標(biāo)準(zhǔn)的5伏特輸出，一些製造商選擇將工作電流從1安培增至2安培或3安培，以縮短充電時間，也有一些製造商選擇透過增加工作電壓來提高效率。

　　儘管看似沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但是至少就目前而言，有一些基本準(zhǔn)仍然適用，因?yàn)獒槍蓴y式充電器設(shè)計一直都有一些基本的「根本」要求，如小尺寸的充電器（考慮其針對行動裝置）和較低的待機(jī)功耗，以便省電。最重要的是，任何功率更大的新充電器都必須安全、高效。如果能符合以上所有要求，終端使用者將會樂于擁有安全且高效的充電器--具備充足的充電容量，且額定功率超過目前的USB充電器標(biāo)準(zhǔn)。

　　從一個體積小巧的充電器中「擠」出更多電量并非易事，但仍有一些方向可供業(yè)界遵循。要想讓充電器的尺寸保持小巧，變壓器的選擇最為重要。如果要遵循充電器尺寸越來越小的趨勢，就需要高開關(guān)頻率的脈衝寬度調(diào)變（PWM）控制器。工作頻率相對較高的PWM控制器，如85kHz，讓使用者能夠選擇尺寸更小的變壓器--大小差不多是5kHz控制器所需變壓器的叁分之一。近來，市面上已經(jīng)出現(xiàn)工作頻率為140kHz的PWM控制器，如此變壓器的尺寸就能進(jìn)一步壓縮。圖2列出5W/50kHz充電器和5W/85kHz充電器所用變壓器的大小比較。

　　圖2 工作頻率為50kHz（左）和85kHz（右）的變壓器的大小差別