现今NB的输入直流电源设计包含了电源供应器以及二次锂离子电池模块二部分。其不同的输出电压造成大范围输入电压变化,例如,使用三串二并或三串三并的锂电池,其输入电压为9V~12.6V;而电源供应器其输入电压大部分为19V,因此在设计NB时需将两种供电方式纳入考虑。

凹凸电子电源产品经理洪仕振
凹凸电子电源产品经理洪仕振

如此宽的输入规格将造成较差的效率,例如热的产生,且需一组直流转换线路以满足二次锂离子电池功率损耗高、组件成本高及占用电路板面积充电条件大等缺点,此外还需使用能承受高压规格的电子组件。再者,电源供应器的输入直流电压以及二次锂离子电池的不同,也造成电池的供应无法与电源供应器并存,所以设计人员在选用电源供应器时,须以系统的峰值功率加上充电所需功率。

由凹凸电子(O2Micro)独立开发的Cool Charge Topology(CCT)电源架构,可大幅改善传统NB电源管理的缺点。CCT可使得电源转换效率提升,降低热能的产生,因此CPU的运作速度不再因为温度过高而必须以牺牲运作速度来因应。NB内的热大幅降低,设计人员将可采用更小型的散热系统以达到轻薄短小的目标。而且采用CCT的NB将不再需要传统充电线路就可以达到效率更高的充电功能。

凹凸电子电源产品经理洪仕振指出,CCT的优点包括:一、可缩小输入电压范围至9V~12.6V。因此提高效率,也降低所产生的热能。这使得输入电压不再是大范围的7~21V设计,而是9~12.6V。即电源供应器接受CCT控制,产生与电池匹配的电压。因此输入电压大幅下降,将使得各组DC/DC转换器的效率提升,降低损耗产生的热能。经测试发现某些在NB内的节点温度差异高达20℃,因此提高效率将可使设计人员在设计轻薄短小机种时,如虎添翼。

二、不需要传统充电电路。CCT使NB不需要传统复杂的充电线路,CCT控制IC除了控制电源供应器的输出电压外,亦在同时间根据二次锂电子电池的状态提供定电流或定电压充电模式。CCT的大幅简化充电线路,使电路板面积变小、成本降低,并提高可靠度。

三、输入电容和晶体管规格降低,成本再次降低。由于CCT的技术使得输入电压降至12.6V;因此输入电容只需采用16V的规格,而功率晶体管可采用20V的规格,这样的规格降低,使得材料成本降低,提高竞争力。

四、电池与电源供应器等电压,在动态负载操作下电池将自动支持电源供应器功率的不足。目前市面上常见的65W功率电源供应器,一旦用户错放了一颗较小功率的电源供应器,则将造成电源供应器的自我保护,不再供电给NB。CCT则可让用户使用标准电源供应器,亦可使用更轻巧便宜的小功率电源供应器. 此一操作技术凹凸电子将之称为混合电源操作模式(Hybrid Power)。洪仕振表示,由于具备这些优点,使得CCT非常适用于NB的电源管理效能,另外UMPC产品也相当适合使用CCT电源架构技术。