如何设计不足15毫米超薄型笔记本适配器

持输出稳 压。开关频率保持恒定不变且占空比减小，工作方式与全频PWM模式相同，都通过缩短MOSFET导通时间来实现。峰值漏极电流从初始的最大值下降到最小 值，即设定流限值的25%。这样可以在低功率时保持高效率，避免了音频噪音问题。

TOPSwitch-HX进入其最后的工作 模式，即多周期调制模式，以支持超低负载要求。当峰值漏极电流降到设定流限值的25%时，控制器便会切换到多周期调制模式。在此模式下，每当根据回路要求 传导能量时，功率MOSFET将以30 kHz的开关频率开关，且至少持续135 μs。这将产生一组至少四到五个的开关脉冲，这些脉冲的峰值初级电流固定为设定流限值的25%，不受控制环路的影响。135 μs的强制性最小开关时间过后，控制器将以逐周期的方式对来自环路的反馈信号作出反应。随后MOSFET关断，直至控制引脚电流降到预设值以下。这种工作 模式可使与峰值漏极电流成比例的变压器磁通密度减小，继而将变压器发出的音频噪音降至最低。同时还可以避免6 kHz到15 kHz之间的开关频率。常采用的反激式转换器磁芯尺寸的自谐振频率通常介于此频率范围内。多周期调制功能可有效地将每个平均开关频率控制在所需的音频范围 内，保持输出稳压，同时避免出现前面提到的磁芯自谐振频率。因此，与更为传统的突发工作模式不同的是，多周期调制能够确保音频噪音得到有效抑制，同时还可 提高工作效率。

上述控制模式为电源设计师提供了内置的设计方法，该方法可在整个功率范围内实现高效率，但对设计师而言，仍还有许多工作要做。电源设计必须要安全地 应对所有故障情况和最差情况下的元件容差。在以非连续导通模式(DCM)工作的反激式转换器中，输出到负载的功率与开关频率、变压器初级电感量以及峰值初 级电流平方均成比例。因此，这三个参数的微小变化便可导致过载电流远远超出故障条件下的额定输出值。要构建能够经受此类故障条件的电源，就必须采用较大的 元件，但这却会给薄型笔记本适配器设计师带来空间和散热两大难题。PI推出的TOPSwitch-HX已解决了上述难题：引入额外的电路，并在最终测试中 采用参数调整技术，以控制开关频率与流限值平方的乘积的最大值和最小值。这在数据手册中被指定为新参数 — 功率因数(I2f)。

在 图3中，对TOPSwitch-HX与上一代的TOPSwitch?-GX（无I2f调整）的工作区域进行了比较。去除特性曲线的左下方区域 （I2f=0.81），TOPSwitch-HX可确保在最差情况下提高通过变压器传导的最小能量。这样，使用一个初级绕组电感低于先前要求的大约9%的 变压器，即足以在最差情况下提供指定的输出电流。去除右上方区域(I2f=1.21)可降低最大过载功率，同样，使用一个初级绕组电感低于先前要求的大约 9%的变压器也可以实现这一点，从而降低电路中许多元件的最大功率要求。在TOPSwitch-HX中引入I2f调整技术，是设计薄型笔记本适配器的关键 促成因素，该技术可在给定设计中实现以下几点：使给定变压器磁芯尺寸提供更多功率输出、过载功率与额定功率的比率大幅降低以及导通损耗更小。

图3.功率因数的影响

Power Integrations已利用集成多模式控制及I2f调整功能的TOPSwitch-HX器件，开发出了一套完整的超薄笔记本适配器设计方案，并可立即 投产。详情请参见发布的参考设计DI-182。13.5mm的净空高度可容纳整个电源，而制造成本却与双倍尺寸的适配器相当。该设计的平均功率效率大于 87%，超出了能源之星EPS v2.0的要求。230 VAC输入时，电路空载功耗可降到300mW以下，远远低于能源之星所允许的500mW空载功耗。

有了TOPSwitch-HX，超薄型笔记本适配器不再成为昂贵的选择。所有笔记本适配器都可以采用这种方式进行设计和制造，既节省材料又节约能耗。更多详情，请参见www.powerint.com。