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。

　　本文第二部分討論了如何降低嚴重影響電源效率的開關損耗問題，接下來的第三部分將討論如何利用TOPSwitch來優化所有功率水平下的開關頻率和RMS電流。

　　為了克服PWM控制常見的效率限制問題，PI在TOPSwitch中采用了包含四種工作模式的多模式PWM引擎，可優化所有功率水平下的開關頻率和RMS電流。具體說明詳見圖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，用戶便可以在此高功率情況下使用尺寸較小的元件，同時又可實現高效率。隨著負載的降低，控制器同時也降低頻率，從而降低開關損耗，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，控制方式將從PWM控制模式開始切換，并運用多周期調制控制算法。TOPSwitch-HX會根據經由光耦器饋入到控制引腳的反饋電流情況（見圖1），自動在各控制模式間進行切換。

　　在高負載條件下，全頻PWM模式可實現高效率開關。開關頻率選定為132kHz，這樣既可減小變壓器尺寸，同時又能使開關頻率保持在150kHz步降開關以下，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性函數關系并隨之減小。

　　隨著輸出負載的降低，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，同時開關頻率會從132kHz的初始全頻（或66kHz，取決于用戶的選擇）下降到30kHz。占空比隨著負載的降低而減小，這一過程通過延長開關脈沖之間的關斷時間來完成。開關頻率的降低導致開關損耗下降，并可在負載降低時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仍能保持高效率，并避免音頻噪音問題，敬請關注。