現今NB的輸入直流電源設計包含了電源供應器以及二次鋰離子電池模組二部分。其不同的輸出電壓造成大範圍輸入電壓變化,例如,使用三串二並或三串三並的鋰電池,其輸入電壓為9V~12.6V;而電源供應器其輸入電壓大部分為19V,因此在設計NB時需將兩種供電方式納入考量。

凹凸電子電源產品經理洪仕振
凹凸電子電源產品經理洪仕振

如此寬的輸入規格將造成較差的效率,例如熱的產生,且需一組直流轉換線路以滿足二次鋰離子電池功率損耗高、元件成本高及佔用電路板面積充電條件大等缺點,此外還需使用能承受高壓規格的電子元件。再者,電源供應器的輸入直流電壓以及二次鋰離子電池的不同,也造成電池的供應無法與電源供應器並存,所以設計人員在選用電源供應器時,須以系統的峰值功率加上充電所需功率。

由凹凸電子(O2Micro)獨立開發的Cool Charge Topology(CCT)電源架構,可大幅改善傳統NB電源管理的缺點。CCT可使得電源轉換效率提升,降低熱能的產生,因此CPU的運作速度不再因為溫度過高而必須以犧牲運作速度來因應。NB內的熱大幅降低,設計人員將可採用更小型的散熱系統以達到輕薄短小的目標。而且採用CCT的NB將不再需要傳統充電線路就可以達到效率更高的充電功能。

凹凸電子電源產品經理洪仕振指出,CCT的優點包括:一、可縮小輸入電壓範圍至9V~12.6V。因此提高效率,也降低所產生的熱能。這使得輸入電壓不再是大範圍的7~21V設計,而是9~12.6V。即電源供應器接受CCT控制,產生與電池匹配的電壓。因此輸入電壓大幅下降,將使得各組DC/DC轉換器的效率提升,降低損耗產生的熱能。經測試發現某些在NB內的節點溫度差異高達20℃,因此提高效率將可使設計人員在設計輕薄短小機種時,如虎添翼。

二、不需要傳統充電電路。CCT使NB不需要傳統複雜的充電線路,CCT控制IC除了控制電源供應器的輸出電壓外,亦在同時間根據二次鋰電子電池的狀態提供定電流或定電壓充電模式。CCT的大幅簡化充電線路,使電路板面積變小、成本降低,並提高可靠度。

三、輸入電容和電晶體規格降低,成本再次降低。由於CCT的技術使得輸入電壓降至12.6V;因此輸入電容只需採用16V的規格,而功率電晶體可採用20V的規格,這樣的規格降低,使得材料成本降低,提高競爭力。

四、電池與電源供應器等電壓,在動態負載操作下電池將自動支援電源供應器功率的不足。目前市面上常見的65W功率電源供應器,一旦使用者錯放了一顆較小功率的電源供應器,則將造成電源供應器的自我保護,不再供電給NB。CCT則可讓使用者使用標準電源供應器,亦可使用更輕巧便宜的小功率電源供應器. 此一操作技術凹凸電子將之稱為混合電源操作模式(Hybrid Power)。洪仕振表示,由於具備這些優點,使得CCT非常適用於NB的電源管理效能,另外UMPC產品也相當適合使用CCT電源架構技術。