低成本薄型電源滿足超薄筆記本電腦需求

　　如今，市場(chǎng)上推出的薄型筆記本電腦種類繁多，而制造商們?nèi)栽诓粩嗵剿鳎Ｍa(chǎn)出更薄、更輕的產(chǎn)品。但當(dāng)薄型筆記本配備標(biāo)準(zhǔn)的“磚塊式”適配器時(shí)，卻難以受到消費(fèi)者的青睞。當(dāng)然，尺寸小巧的薄型適配器在市面上已有銷售，但它們通常需要使用較昂貴的元件和額外材料，才能設(shè)計(jì)出小巧外形并達(dá)到散熱及效率要求。這些無(wú)疑將會(huì)給制造商帶來(lái)巨大的成本負(fù)擔(dān)，而最終又會(huì)轉(zhuǎn)移到消費(fèi)者身上。因此，在競(jìng)爭(zhēng)極為激烈的筆記本市場(chǎng)，低成本的磚塊式適配器仍是制造商們的首選，薄型適配器也只能作為外型新穎的選購(gòu)件提供。薄型適配器要想成為筆記本的標(biāo)準(zhǔn)配件，則必須要克服的挑戰(zhàn)是：其制造成本應(yīng)與磚塊式適配器相當(dāng)，且厚度<=15mm。

　　設(shè)計(jì)薄型適配器并非易事，電源設(shè)計(jì)師面臨著諸多個(gè)方面的難題。15mm的外部尺寸，意味著電源外殼內(nèi)的凈空高度要小于13.5mm。通常情況下，適配器的最高額定輸出功率為65W，且電源效率必須非常高，這樣才能滿足能效規(guī)范并將外殼的最高溫度控制在70℃到75℃的范圍內(nèi)。此外，要達(dá)到ENERGY STAR EPS v2.0和EC CoC的要求，65W適配器在空載條件下吸入的電流將不得超過(guò)500mW。同時(shí)，還必須滿足嚴(yán)格的傳導(dǎo)及輻射EMI規(guī)范要求，且制造成本必須同標(biāo)準(zhǔn)高度的適配器大體相當(dāng)。表1提供了65W超薄型適配器典型的目標(biāo)規(guī)范要求。

　　變壓器是成功設(shè)計(jì)薄型適配器的關(guān)鍵元件。由于開(kāi)關(guān)頻率約為65kHz(許多適配器的典型值)，變壓器需由大量初級(jí)線圈繞制而成，以防止出現(xiàn)磁芯飽和。使用大量線圈的缺點(diǎn)在于會(huì)增大變壓器的尺寸。為縮小變壓器尺寸，同時(shí)滿足薄型適配器殼體凈空高度限制的要求，設(shè)計(jì)師經(jīng)常選用更為昂貴的平面磁性器件。不過(guò)，如果增大電路開(kāi)關(guān)頻率的話(比如，增至132kHz)，在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)可使用更少的初級(jí)線圈，并采用低成本的繞線結(jié)構(gòu)技術(shù)。簡(jiǎn)單地增大頻率將導(dǎo)致開(kāi)關(guān)損耗增加，繼而產(chǎn)生功耗，這樣就更難以同時(shí)滿足能效及殼體溫度要求，因此，必須作出其他改變才能兼顧能效及成本目標(biāo)。

　　Power Integrations (PI)已開(kāi)發(fā)出一種創(chuàng)新的解決方案，可滿足薄型筆記本適配器的設(shè)計(jì)需求。PI推出的TOPSwitch-HX在單個(gè)超薄器件中集成了一個(gè)控制器、MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)級(jí)保護(hù)功能。TOPSwitch-HX中集成的700V功率MOSFET采用PI的專利技術(shù)構(gòu)建而成，與傳統(tǒng)分立式MOSFET相比開(kāi)關(guān)損耗更低。此外，TOPSwitch-HX還采用了PI的EcoSmart技術(shù)，有助于在適配器的整個(gè)工作范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)最高效率。這些技術(shù)因素的結(jié)合，可使器件的開(kāi)關(guān)頻率達(dá)到132 kHz，同時(shí)滿足能效及散熱要求。這樣在設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)提高開(kāi)關(guān)頻率來(lái)降低一些系統(tǒng)元件的尺寸。這有助于設(shè)計(jì)出符合薄型適配器小體積要求的產(chǎn)品，同時(shí)還可降低元件成本。