如何設計不足15毫米超薄型筆記本適配器？(三)

　　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。

　　本文第二部分討論了如何降低嚴重影響電源效率的開(kāi)關(guān)損耗問(wèn)題，接下來(lái)的第三部分將討論如何利用TOPSwitch來(lái)優(yōu)化所有功率水平下的開(kāi)關(guān)頻率和RMS電流。

　　為了克服PWM控制常見(jiàn)的效率限制問(wèn)題，PI在TOPSwitch中采用了包含四種工作模式的多模式PWM引擎，可優(yōu)化所有功率水平下的開(kāi)關(guān)頻率和RMS電流。具體說(shuō)明詳見(jiàn)圖2。

　　圖2. TOPSwitch多模式控制

　　高負載條件下，TOPSwitch-HX控制器在全頻PWM模式下工作，這樣，用戶(hù)便可以在此高功率情況下使用尺寸較小的元件，同時(shí)又可實(shí)現高效率。隨著(zhù)負載的降低，控制器同時(shí)也降低頻率，從而降低開(kāi)關(guān)損耗，先切換到變頻模式，然后切換到頻率較低的固定頻率PWM模式。負載極輕時(shí)，控制方式將從PWM控制模式開(kāi)始切換，并運用多周期調制控制算法。TOPSwitch-HX會(huì )根據經(jīng)由光耦器饋入到控制引腳的反饋電流情況（見(jiàn)圖1），自動(dòng)在各控制模式間進(jìn)行切換。

　　在高負載條件下，全頻PWM模式可實(shí)現高效率開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)頻率選定為132kHz，這樣既可減小變壓器尺寸，同時(shí)又能使開(kāi)關(guān)頻率保持在150kHz步降開(kāi)關(guān)以下，從而符合傳導EMI標準。占空比與饋入到控制引腳的控制電流呈線(xiàn)性函數關(guān)系并隨之減小。

　　隨著(zhù)輸出負載的降低，TOPSwitch-HX控制將切換至變頻模式(VFM)。在此模式下，功率MOSFET峰值漏極電流將保持不變，同時(shí)開(kāi)關(guān)頻率會(huì )從132kHz的初始全頻（或66kHz，取決于用戶(hù)的選擇）下降到30kHz。占空比隨著(zhù)負載的降低而減小，這一過(guò)程通過(guò)延長(cháng)開(kāi)關(guān)脈沖之間的關(guān)斷時(shí)間來(lái)完成。開(kāi)關(guān)頻率的降低導致開(kāi)關(guān)損耗下降，并可在負載降低時(shí)維持電源效率恒定不變。

　　本文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，敬請關(guān)注。