手工具機、噴墨式印表機及硬碟機等馬達性負載啟動瞬間需要較高的啟動電流，因此， 此類產(chǎn)品的電源供應器在啟動瞬間要能提供較高的功率（Peak power）輸出，但平時工作狀態(tài)時所需的功率卻又遠低于啟動瞬間所需功率。面對如此大范圍變化的功率需求，若以啟動瞬間的條件來設計變壓器，會造成平時工作狀態(tài)的過度設計（Overdesign）而增加設計成本，因此，應用需求與設計成本之間的取舍往往造成設計上的困難。為了對這些需求進行最佳化設計，以下我們將針對需求特性及原理進行分析。

　　根據(jù)法拉第定律，返馳式轉(zhuǎn)換器（Flyback cONverter）的能量轉(zhuǎn)換公式如式（1）所示，由以下公式中我們可以看出，一次側(cè)的峰值電流變化量受到輸入電壓（VI）、電感感量（L）、導通時間（DON）以其操作頻率（FSW）等參數(shù)影響。以前述例子而言，啟動瞬間需要較大的啟動電流（IP），因此開關導通時間會隨著負載不斷增加，使得峰值電流變化（DIP）也隨之上升，此時，磁通量密度可能會因為過大的峰值電流變化而超過其承載上限值（BMAX），造成變壓器飽和產(chǎn)生短路線現(xiàn)象，導致一次側(cè)峰值電流急速增加而毀損周邊原件，如圖1所示。

　　一次側(cè)峰值電流變化量

　　VI 輸入電壓

　　DON 開關導通時間

　　L 一次側(cè)電感感量

　　FSW 關關切換頻率

圖1、變壓器飽和現(xiàn)象

　　由公式（1）中可得知，峰值電流變化和開關切換頻率呈反比關系，如公式（2）所示。若將開關切換頻率隨負載增加而提升（圖2），能夠有效抑制峰值電流的變化量，不僅可提供瞬間高瓦特數(shù)輸出，提升瞬間的啟動能力，更能降低變壓器在啟動瞬間的磁通，縮小元件尺寸并降低成本。

圖2. 依據(jù)負載調(diào)整開關切換頻率[!--empirenews.page--]

　　目前市面上PWM IC并無專門針對此應用的解決方案，若要滿足上述需求皆需要增加周邊應用電路。因此，以下特別使用一款符合這樣需求的產(chǎn)品--LD7533來做說明。

　　LD7533為一電流模式控制IC，整合了過電壓保護（OVP）、過溫保護（OTP）及過載保護（OLP）等保護功能，同時也具備了可調(diào)式軟啟動（Soft STart）、電壓過低鎖定（UVLO）、內(nèi)建輸出PWM頻率跳動及前緣突波遮蔽（LEB）等功能。另外，LD7533擁有低啟動電流（<18μA）及輕載運作時極低的操作電流（<1mA），如此較傳統(tǒng)電流模式控制設計能達到更精簡及節(jié)能要求。

　　以18W（12V/1.5A）應用為例，當Peak power需求達到36W（12V/3A）時，LD7533將原有PWM頻率由62KHz提升至180KHz，避免變壓器產(chǎn)生飽和現(xiàn)象，不僅可以滿足瞬間較高瓦特數(shù)需求，更能有效降低最大磁通量密度（BMAX）達21%，如下圖3所示。

圖3、LD7533與一般PWM IC比較

　　這一款LD7533另外提供了軟啟動時間及過載保護延遲時間調(diào)整的功能，可滿足各種不同產(chǎn)品的應用需求。

　　如圖4所示，透過調(diào)整CT 腳位上的電容，可調(diào)整下列參數(shù)：

　　 軟啟動時間（Soft-Start time）：有效降低MOSFET上尖波電壓（Spike）大小。

　　 過載保護延遲時間（OLP delay time）：以滿足各種不同的Peak power時間需求，同時兼顧系統(tǒng)應用的安全性。

圖4、軟啟動時間及過載保護延遲時間調(diào)整[!--empirenews.page--]

　　應用實例

　　若使用傳統(tǒng)PWM IC來實現(xiàn)上述功能，往往需要增加許多周邊電路，不僅增加設計時間與材料成本，電路可靠度也是一大問題。如圖5所示，LD7533成功了整合應用所需電路，提供了極精簡化設計的解決方案，讓工程人員能更快速的完成產(chǎn)品設計。

圖5、LD7533高功率輸出解決方案與傳統(tǒng)應用差異比較

　　結(jié)論

　　利用LD7533瞬間高功率輸出解決方案，實驗結(jié)果達成瞬間高功率輸出并降低變壓器設計成本，在應用需求與設計成本之間取得最好的平衡點。另外，若調(diào)整它的的軟啟動時間及過載保護延遲時間，即可滿足各種不同產(chǎn)品的應用需求。

　　低啟動電流（<18μA）及輕載運作時只消耗了非常低的操作電流（<1mA）， 這款產(chǎn)品和傳統(tǒng)電流模式控制相較， 設計更精簡、節(jié)能，符合Energy Star等各國相關節(jié)能規(guī)范要求。

　　由LD7533提供的高可靠度周邊應用線路整合解決方案來看，精簡化的電路能有效減少工程人員的設計時間及降低材料等設計成本，大幅縮短專案開發(fā)所需時程。