新一代电源管理技术CCT降低笔记本电脑召回风险

由于电池问题引发笔记本电脑起火或爆炸而导致召回(recall)的事件近期屡屡发生，通过新的技术或电路架构提供比传统充电器更高的效率和更优异的可靠性，从而降低系统和电池温度，成为电源管理供应商的一个努力目标。这也是凹凸电子(O2Micro)正在努力做的事情，其新一代电源管理技术Cool Charge Topology(CCT)可大幅改善传统笔记本电源管理的缺点。

CCT vs.传统充电器

当前，笔记本的输入直流电源设计包含电源适配器(Adapter)和锂离子电池模块，两部分输出电压的不同造成系统输入电压的大范围变化。使用锂离子电池模块的输入电压为9至12.6V，而来自电源适配器的输入电压大部分为15V-19V，因而笔记本电源设计需要考虑提供两种电压(一般输入电压范围定在7V-21V范围)，如图1所示。

不同的系统输入电压造成适配器和电池不可以同时供电，同时宽范围的输入电压往往造成低效率，这是其一；其二，这种传统架构还需要一组直流转换线路(Charger VR)以符合电池模块的充电要求，这就会带来功率损耗、组件成本及占用电路板面积的增加；其三，较高的输入电压对直流转换线路中元器件规格要求也高(如25V的输入电容, 30V的晶体管)。凹凸电子电源产品部经理洪仕振认为，以上三点都是传统电源管理无法克服的问题，也是CCT技术要解决的问题。

CCT技术是凹凸电子独立开发出的新一代应用于笔记本及移动终端装置上的电源管理技术, 它拥有独特的过电压保护(OVP)和过电流保护(OCP)功能，可以提供比传统充电器更优异的安全可靠性及整体效率，因此降低了系统和电池的温度。其原理架构图见图2。

更简单、高效的CCT支持混合式电源操作

在新架构中，电源适配器的输出电压将受CCT控制芯片(OZ875x系列)的控制，使适配器与电池的输出电压相匹配，并以此电压作为系统输入，充电电路大幅简化的同时，也将进一步提升转换效率。洪仕振称，测试过程中发现，某些笔记本内的节点温度差异高达20℃，因此提高效率将使设计人员在设计轻薄短小型产品时如虎添翼。

除了控制电源供应器的输出电压外, 同时，CCT控制芯片还可以根据电池状态提供定电流或定电压充电。其系统输入电压范围缩小为9V-12.6V，将使得各组DC/DC转换器的效率提升, 降低损耗的热能。随着系统输入电压的降低，输入电容和晶体管规格也会下降(如16V的输入电容，20V的晶体管)，这样的规格也使材料成本降低。

电池与适配器等电压的一个重要益处是，在动态负载运行下，支持混合式电源操作模式(Hybrid Power)，电池将自动弥补适配器功率的不足，这也是传统充电器所不具备的。以目前常见的65W功率电源适配器为例，一旦使用了功率较小的适配器供电，则将出现适配器因自我保护而无法供电。而使用CCT技术，则降低了对电源适配器的要求，既可以是标准适配器，也可以使用轻便的小功率适配器。

据了解，当前凹凸电子已完成CCT的研发, 并以OZ875x系列IC实现此一技术，英特尔也提出更高效的笔记本方案NVDCII，洪仕振表示CCT能够满足NVDCII的规格需求。他进一步称，目前OZ875x已进入量产阶段，这一革新性的电源管理技术已经经通过大品牌笔记本电脑厂商严格的测试和验证，即将全面投放市场。

图1：传统笔记本电脑电源设计需要考虑到提供两种电压

图2：凹凸电子独立开发出的CCT技术的原理架构图

作者：罗翠钦