如何設(shè)計(jì)不足15毫米超薄型筆記本適配器？(三)

　　當(dāng)今的筆記本電腦正在向超薄型發(fā)展，這一設(shè)計(jì)趨勢帶給系統(tǒng)工程師的最大設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)是超薄電源適配器。如何以一個合理的成本設(shè)計(jì)出能夠裝入厚度不足15毫米機(jī)殼中的電源？如何對它進(jìn)行有效的散熱設(shè)計(jì)？以及如何使它滿足最新的能源之星標(biāo)準(zhǔn)及其它全球性能效標(biāo)準(zhǔn)？要克服所有這些挑戰(zhàn)并非易事。請看PI技術(shù)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(yán)重影響電源效率的開關(guān)損耗問題，接下來的第三部分將討論如何利用TOPSwitch來優(yōu)化所有功率水平下的開關(guān)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(yōu)化所有功率水平下的開關(guān)頻率和RMS電流。具體說明詳見圖2。

　　圖2. TOPSwitch多模式控制

　　高負(fù)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(shí)又可實(shí)現(xiàn)高效率。隨著負(fù)載的降低，控制器同時(shí)也降低頻率，從而降低開關(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(fù)載極輕時(shí)，控制方式將從PWM控制模式開始切換，并運(yùn)用多周期調(diào)制控制算法。TOPSwitch-HX會根據(jù)經(jīng)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(jìn)行切換。

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

　　隨著輸出負(fù)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)開關(guān)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(fù)載的降低而減小，這一過程通過延長開關(guān)脈沖之間的關(guān)斷時(shí)間來完成。開關(guān)頻率的降低導(dǎo)致開關(guān)損耗下降，并可在負(fù)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，并避免音頻噪音問題，敬請關(guān)注。