如何設(shè)計(jì)不足15毫米超薄型筆記本適配器？(四)

　　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(shì)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(gè)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(duì)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(qǐng)看PI技術(shù)專(zhuān)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(lái)優(yōu)化所有功率水平下的開(kāi)關(guān)頻率和RMS電流，接下來(lái)的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。

　　隨著電源負(fù)載進(jìn)一步降低和開(kāi)關(guān)頻率達(dá)到30kHz，TOPSwitch-HX將切換至固定低頻PWM模式。在此模式下，通過(guò)調(diào)整MOSFET導(dǎo)通時(shí)間，可使開(kāi)關(guān)頻率保持在音頻波段以上并維持輸出穩(wěn)壓。開(kāi)關(guān)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(guò)縮短MOSFET導(dǎo)通時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。峰值漏極電流從初始的最大值下降到最小值，即設(shè)定流限值的25%。這樣可以在低功率時(shí)保持高效率，避免了音頻噪音問(wèn)題。

　　TOPSwitch-HX進(jìn)入其最后的工作模式，即多周期調(diào)制模式，以支持超低負(fù)載要求。當(dāng)峰值漏極電流降到設(shè)定流限值的25%時(shí)，控制器便會(huì)切換到多周期調(diào)制模式。在此模式下，每當(dāng)根據(jù)回路要求傳導(dǎo)能量時(shí)，功率MOSFET將以30kHz的開(kāi)關(guān)頻率開(kāi)關(guān)，且至少持續(xù)135μs。這將產(chǎn)生一組至少四到五個(gè)的開(kāi)關(guān)脈沖，這些脈沖的峰值初級(jí)電流固定為設(shè)定流限值的25%，不受控制環(huán)路的影響。135μs的強(qiáng)制性最小開(kāi)關(guān)時(shí)間過(guò)后，控制器將以逐周期的方式對(duì)來(lái)自環(huán)路的反饋信號(hào)作出反應(yīng)。隨后MOSFET關(guān)斷，直至控制引腳電流降到預(yù)設(shè)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(fā)出的音頻噪音降至最低。同時(shí)還可以避免6kHz到15kHz之間的開(kāi)關(guān)頻率。常采用的反激式轉(zhuǎn)換器磁芯尺寸的自諧振頻率通常介于此頻率范圍內(nèi)。多周期調(diào)制功能可有效地將每個(gè)平均開(kāi)關(guān)頻率控制在所需的音頻范圍內(nèi)，保持輸出穩(wěn)壓，同時(shí)避免出現(xiàn)前面提到的磁芯自諧振頻率。因此，與更為傳統(tǒng)的突發(fā)工作模式不同的是，多周期調(diào)制能夠確保音頻噪音得到有效抑制，同時(shí)還可提高工作效率。

　　本文第五部分將討論如何正確地設(shè)計(jì)會(huì)給超薄型筆記本適配器設(shè)計(jì)師帶來(lái)空間和散熱兩大難題的三個(gè)參數(shù)，敬請(qǐng)關(guān)注。