如何設計不足15毫米超薄型筆記本適配器？(四)

　　當今的筆記本電腦正在向超薄型發(fā)展，這一設計趨勢帶給系統工程師的最大設計挑戰是超薄電源適配器。如何以一個(gè)合理的成本設計出能夠裝入厚度不足15毫米機殼中的電源？如何對它進(jìn)行有效的散熱設計？以及如何使它滿(mǎn)足最新的能源之星標準及其它全球性能效標準？要克服所有這些挑戰并非易事。請看PI技術(shù)專(zhuān)家是如何解決這些難題的。

　　本文第三部分討論了如何利用TOPSwitch來(lái)優(yōu)化所有功率水平下的開(kāi)關(guān)頻率和RMS電流，接下來(lái)的第四部分將討論適配器如何在低功率時(shí)仍能保持高效率，并避免音頻噪音問(wèn)題。

　　隨著(zhù)電源負載進(jìn)一步降低和開(kāi)關(guān)頻率達到30kHz，TOPSwitch-HX將切換至固定低頻PWM模式。在此模式下，通過(guò)調整MOSFET導通時(shí)間，可使開(kāi)關(guān)頻率保持在音頻波段以上并維持輸出穩壓。開(kāi)關(guān)頻率保持恒定不變且占空比減小，工作方式與全頻PWM模式相同，都通過(guò)縮短MOSFET導通時(shí)間來(lái)實(shí)現。峰值漏極電流從初始的最大值下降到最小值，即設定流限值的25%。這樣可以在低功率時(shí)保持高效率，避免了音頻噪音問(wèn)題。

　　TOPSwitch-HX進(jìn)入其最后的工作模式，即多周期調制模式，以支持超低負載要求。當峰值漏極電流降到設定流限值的25%時(shí)，控制器便會(huì )切換到多周期調制模式。在此模式下，每當根據回路要求傳導能量時(shí)，功率MOSFET將以30kHz的開(kāi)關(guān)頻率開(kāi)關(guān)，且至少持續135μs。這將產(chǎn)生一組至少四到五個(gè)的開(kāi)關(guān)脈沖，這些脈沖的峰值初級電流固定為設定流限值的25%，不受控制環(huán)路的影響。135μs的強制性最小開(kāi)關(guān)時(shí)間過(guò)后，控制器將以逐周期的方式對來(lái)自環(huán)路的反饋信號作出反應。隨后MOSFET關(guān)斷，直至控制引腳電流降到預設值以下。這種工作模式可使與峰值漏極電流成比例的變壓器磁通密度減小，繼而將變壓器發(fā)出的音頻噪音降至最低。同時(shí)還可以避免6kHz到15kHz之間的開(kāi)關(guān)頻率。常采用的反激式轉換器磁芯尺寸的自諧振頻率通常介于此頻率范圍內。多周期調制功能可有效地將每個(gè)平均開(kāi)關(guān)頻率控制在所需的音頻范圍內，保持輸出穩壓，同時(shí)避免出現前面提到的磁芯自諧振頻率。因此，與更為傳統的突發(fā)工作模式不同的是，多周期調制能夠確保音頻噪音得到有效抑制，同時(shí)還可提高工作效率。

　　本文第五部分將討論如何正確地設計會(huì )給超薄型筆記本適配器設計師帶來(lái)空間和散熱兩大難題的三個(gè)參數，敬請關(guān)注。