现今笔记型电脑的输入直流电源设计包含了电源供应器（Adapter）以及二次锂离子电池模组二部分。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，因此在设计一款笔记型电脑的电源管理时，需将两种供电方式纳入考量。而一般研发人员会定义输入电压为7V～21V以符合大范围的输入条件。

传统宽输入电压使效率变差

如此的宽输入规格将造成较差的效率（热的产生），而且需要一组直流转换线路（传统充电线路）以符合二次锂离子电池充电条件（功率损耗，元件成本及占用电路板面积）以及需使用能承受高压规格的电子元件（25V的输入电容，30V的电晶体）以上都是传统电源管理无可避免的规格需求。

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。当系统功能一直提升时，也将需要更大功率的电源供应器。 （图一）为传统笔记型电脑电源架构。

《图一 传统笔记本电脑电源架构》

CCT提供高效率供电与充电解决方案

由凹凸电子（O2Micro）独立开发的Cool Charge Topology（CCT），可大幅改善传统笔记型电脑电源管理的缺点。 CCT可使得电源转换效率提升（热降低），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。笔记型电脑内的热大幅降低，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的笔记型电脑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。

《图二 CCT的原理架构》

CCT的原理架构如（图二）：CCT操作原理为电源供应器的输出电压将受其控制IC（OZ875x系列）的控制，电源供应器的输出电压与系统中的二次锂离子电池得以匹配。如此笔记型电脑的输入电压将可大幅降低以提升转换效率。

以下将详细说明Cool Charge Topology的优点:

1.输入电压范围缩小（9V～12.6V）。因此效率提高，产生的热亦随之降低。

从图二，使用三串的二次锂离子电池为例，输入电压不再是大范围从7V~21V的设计；取而代之的是9V~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。

由（图三），我们可以清楚看出；采用传统架构的左图，其温度高于采用右图CCT的温度。在测试的过程中我们发现某些在笔记型电脑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。

《图三 采用CCT方案有效降低温度》

2.不再需要传统充电电路（电路板面积减小， 成本降低）

CCT的产生，笔记型电脑不在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，将可使得电路板面积变小、成本降低、可靠度提升。

3.输入电容和电晶体规格降低，成本再次降低

《图四 CCT混合式电源操作原理与混合式电动车（Hybrid Car）极其相似》

以传统笔记型电脑为例，其输入电压高达21V；因此笔记型电脑内数量众多的输入电容及功率电晶体（MOSFET）需采用耐高压的规格，例如，输入电容采用至少25V的规格，功率电晶体需采用耐30V的规格。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，而功率电晶体可采用20V的规格，这样的规格降低，使得材料成本降低，提高竞争力。

4.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援电源供应器功率的不足（混合式电源操作模式Hybrid Power）

以目前市面上所见采用65W功率的电源供应器为例；一旦使用者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，不再供电给笔记型电脑。

若采用CCT，则不再有此困扰，使用者除可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）。

《图五 传统电源供应模式》

试想目前混合式电动车的原理为平时以电池供应汽车所需动力，而当需要更大动力来加速或行驶上坡路段时，汽油引擎将立即启动以弥补动力的不足。请参考（图四）：CCT的混合式电源操作原理与混合式电动车（Hybrid Car）极其相似。平时电源供应器存在时，则笔记型电脑完全由它供电，且多余功率将用于对于二次锂离子电池充电。

若使用者欲使用较标准变压器小的变压器以节省成本或方便携带；则CCT亦可使得笔记型电脑运作正常，因为当系统瞬间需要较大的功率时，内部的电池模组将直接弥补功率的不足。一旦系统不再需要较大功率，此时系统所需电源将由电源供应器完全提供，并将电源供应器剩余的功率提供二次锂离子电池充电，以达到最佳的使用率。 （图五）和（图六）为传统电源供应方式及CCT混合式电源操作模式（Hybrid Power）。

《图六 CCT混合式电源操作模式（Hybrid Power）》

结语

凹凸电子已完成CCT的研发，并以OZ875x系列IC实现此一技术。 CCT将可为笔记型电脑及其它可携式产品提供更简单更有效率的电源管理方案。又，英特尔（Intel）亦提出NVDCII的方案， 用以提高笔记型电脑的效率。若设计人员欲导入NVDCII的架构以提高笔记型电脑的效率，采用CCT将可轻易达到NVDCII的规格需求。

（作者为凹凸电子电源产品经理）

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