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？如何對它進行有效的散熱設計？以及如何使它滿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技術專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來優化所有功率水平下的開關頻率和RMS電流，接下來的第四部分將討論適配器如何在低功率時仍能保持高效率，并避免音頻噪音問題。

　　隨著電源負載進一步降低和開關頻率達到30kHz，TOPSwitch-HX將切換至固定低頻PWM模式。在此模式下，通過調整MOSFET導通時間，可使開關頻率保持在音頻波段以上并維持輸出穩壓。開關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，都通過縮短MOSFET導通時間來實現。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保持高效率，避免了音頻噪音問題。

　　TOPSwitch-HX進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，控制器便會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，功率MOSFET將以30kHz的開關頻率開關，且至少持續135μs。這將產生一組至少四到五個的開關脈沖，這些脈沖的峰值初級電流固定為設定流限值的25%，不受控制環路的影響。135μs的強制性最小開關時間過后，控制器將以逐周期的方式對來自環路的反饋信號作出反應。隨后MOSFET關斷，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，繼而將變壓器發出的音頻噪音降至最低。同時還可以避免6kHz到15kHz之間的開關頻率。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平均開關頻率控制在所需的音頻范圍內，保持輸出穩壓，同時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給超薄型筆記本適配器設計師帶來空間和散熱兩大難題的三個參數，敬請關注。