如何设计不足15毫米超薄型笔记本适配器?(三)

2009-11-04 21:02:59来源: Power Integrations, Inc.

  当今的笔记本电脑正在向超薄型发展,这一设计趋势带给系统工程师的最大设计挑战是超薄电源适配器。如何以一个合理的成本设计出能够装入厚度不足15毫米机壳中的电源?如何对它进行有效的散热设计?以及如何使它满足最新的能源之星标准及其它全球性能效标准?要克服所有这些挑战并非易事。请看PI技术专家是如何解决这些难题的。

  本文第二部分讨论了如何降低严重影响电源效率的开关损耗问题,接下来的第三部分将讨论如何利用TOPSwitch来优化所有功率水平下的开关频率和RMS电流。

  为了克服PWM控制常见的效率限制问题,PI在TOPSwitch中采用了包含四种工作模式的多模式PWM引擎,可优化所有功率水平下的开关频率和RMS电流。具体说明详见图2。

  图2. TOPSwitch多模式控制

  高负载条件下,TOPSwitch-HX控制器在全频PWM模式下工作,这样,用户便可以在此高功率情况下使用尺寸较小的元件,同时又可实现高效率。随着负载的降低,控制器同时也降低频率,从而降低开关损耗,先切换到变频模式,然后切换到频率较低的固定频率PWM模式。负载极轻时,控制方式将从PWM控制模式开始切换,并运用多周期调制控制算法。TOPSwitch-HX会根据经由光耦器馈入到控制引脚的反馈电流情况(见图1),自动在各控制模式间进行切换。

  在高负载条件下,全频PWM模式可实现高效率开关。开关频率选定为132kHz,这样既可减小变压器尺寸,同时又能使开关频率保持在150kHz步降开关以下,从而符合传导EMI标准。占空比与馈入到控制引脚的控制电流呈线性函数关系并随之减小。

  随着输出负载的降低,TOPSwitch-HX控制将切换至变频模式(VFM)。在此模式下,功率MOSFET峰值漏极电流将保持不变,同时开关频率会从132kHz的初始全频(或66kHz,取决于用户的选择)下降到30kHz。占空比随着负载的降低而减小,这一过程通过延长开关脉冲之间的关断时间来完成。开关频率的降低导致开关损耗下降,并可在负载降低时维持电源效率恒定不变。

  本文第四部分将讨论适配器如何在低功率时仍能保持高效率,并避免音频噪音问题,敬请关注。

关键字:笔记本  适配器  设计  电源  PWM

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2009/1104/article_1943.html
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