革新移动设备充电器的设计架构，提高充电效率

　　市场调查显示，可携式装置使用者最希望电池充电间隔时间能有所改善，但是，由于可携式装置开发过程中所涉及的关键设计因素，如更大的萤幕尺寸、更高的解析度和功能更强大的处理器，让电力更快耗尽，使得须要频频充电的困扰不易解决。

　　最近，市面上出现了4.3吋和4.7吋，甚至是超过5吋的萤幕，萤幕解析度高达720p。相较于较早推出的解析度更低、萤幕尺寸更小的显示器而言，这些显示器所需的功率大幅增加，以便让液晶（LCD）萤幕达到令人满意的亮度（表1）。

　　来自NPD DisplaySearch的另一项调查显示，移动装置的萤幕解析度持续提高。2010年，超过200ppi画素密度的萤幕仅占市场22%，然而，到2015年则将增至50%，至2018年，高画素密度萤幕的市占更将增至55%（图1）。

　　

　　移动装置上的处理器也存在同样的问题。在很短的时间内，处理器从单核架构演进到四核架构，儘管如今的中央处理器（CPU）採用的是先进的製程技术，但是功耗仍继续增加。

　　

　　资料来源：DisplaySearch

　　图1 各萤幕画素密度的市场占有率

　　虽然LCD萤幕和处理器并不是导致功耗增加的唯一因素，但在「移动装置无处不在」成为必然发展趋势的大环境下，可携式装置所需的电池容量将愈来愈大，因此，延长电池容量将是缓解使用者烦恼最简单的方法。

　　增加电池容量听起来很容易，但背后也有着一系列的问题--优化充电器的额定功率正是亟须解决的问题之一。长期以来，通用串行总线（USB）充电器标準导致智慧手机充电器广泛採用5伏特（V）/1安培（A）的功率格式。由于大趋势将促使电池容量从目前的1，800毫安培小时（mAh）增至3，500毫安培小时，且以后电池容量将进一步超出这一範围，因此，5伏特/1安培的充电器显然不敷需求。若使用现在的5伏特/1安培格式充电器为大容量的电池充满电，需要较长的等待时间。

　　在业界努力改善电池週期同时，散热问题亦浮出檯面。使用目前1安培的电流为超过2，000毫安培小时容量的电池充电，会导致温度较高，这是因为充电器保持全负载的状态会产生热量，而热量又会使充电器外壳的温度升高。

　　提升充电器额定功率

　　要想在合理时间内为可携式装置的大容量电池充满电，製造商所能採用的最简单的办法就是增加充电器的额定功率。依照USB标準的5伏特输出，一些製造商选择将工作电流从1安培增至2安培或3安培，以缩短充电时间，也有一些製造商选择透过增加工作电压来提高效率。

　　儘管看似没有统一标準，但是至少就目前而言，有一些基本準仍然适用，因为针对可携式充电器设计一直都有一些基本的「根本」要求，如小尺寸的充电器（考虑其针对行动装置）和较低的待机功耗，以便省电。最重要的是，任何功率更大的新充电器都必须安全、高效。如果能符合以上所有要求，终端使用者将会乐于拥有安全且高效的充电器--具备充足的充电容量，且额定功率超过目前的USB充电器标準。

　　从一个体积小巧的充电器中「挤」出更多电量并非易事，但仍有一些方向可供业界遵循。要想让充电器的尺寸保持小巧，变压器的选择最为重要。如果要遵循充电器尺寸越来越小的趋势，就需要高开关频率的脉衝宽度调变（PWM）控制器。工作频率相对较高的PWM控制器，如85kHz，让使用者能够选择尺寸更小的变压器--大小差不多是5kHz控制器所需变压器的叁分之一。近来，市面上已经出现工作频率为140kHz的PWM控制器，如此变压器的尺寸就能进一步压缩。图2列出5W/50kHz充电器和5W/85kHz充电器所用变压器的大小比较。

　　

　　图2 工作频率为50kHz（左）和85kHz（右）的变压器的大小差别