低成本薄型电源满足超薄笔记本电脑需求

　　如今，市场上推出的薄型笔记本电脑种类繁多，而制造商们仍在不断探索，希望生产出更薄、更轻的产品。但当薄型笔记本配备标准的“砖块式”适配器时，却难以受到消费者的青睐。当然，尺寸小巧的薄型适配器在市面上已有销售，但它们通常需要使用较昂贵的元件和额外材料，才能设计出小巧外形并达到散热及效率要求。这些无疑将会给制造商带来巨大的成本负担，而最终又会转移到消费者身上。因此，在竞争极为激烈的笔记本市场，低成本的砖块式适配器仍是制造商们的首选，薄型适配器也只能作为外型新颖的选购件提供。薄型适配器要想成为笔记本的标准配件，则必须要克服的挑战是：其制造成本应与砖块式适配器相当，且厚度<=15mm。

　　设计薄型适配器并非易事，电源设计师面临着诸多个方面的难题。15mm的外部尺寸，意味着电源外壳内的净空高度要小于13.5mm。通常情况下，适配器的最高额定输出功率为65W，且电源效率必须非常高，这样才能满足能效规范并将外壳的最高温度控制在70℃到75℃的范围内。此外，要达到ENERGY STAR EPS v2.0和EC CoC的要求，65W适配器在空载条件下吸入的电流将不得超过500mW。同时，还必须满足严格的传导及辐射EMI规范要求，且制造成本必须同标准高度的适配器大体相当。表1提供了65W超薄型适配器典型的目标规范要求。

　　变压器是成功设计薄型适配器的关键元件。由于开关频率约为65kHz(许多适配器的典型值)，变压器需由大量初级线圈绕制而成，以防止出现磁芯饱和。使用大量线圈的缺点在于会增大变压器的尺寸。为缩小变压器尺寸，同时满足薄型适配器壳体净空高度限制的要求，设计师经常选用更为昂贵的平面磁性器件。不过，如果增大电路开关频率的话(比如，增至132kHz)，在设计变压器时可使用更少的初级线圈，并采用低成本的绕线结构技术。简单地增大频率将导致开关损耗增加，继而产生功耗，这样就更难以同时满足能效及壳体温度要求，因此，必须作出其他改变才能兼顾能效及成本目标。

　　Power Integrations (PI)已开发出一种创新的解决方案，可满足薄型笔记本适配器的设计需求。PI推出的TOPSwitch-HX在单个超薄器件中集成了一个控制器、MOSFET栅极驱动和系统级保护功能。TOPSwitch-HX中集成的700V功率MOSFET采用PI的专利技术构建而成，与传统分立式MOSFET相比开关损耗更低。此外，TOPSwitch-HX还采用了PI的EcoSmart技术，有助于在适配器的整个工作范围内实现最高效率。这些技术因素的结合，可使器件的开关频率达到132 kHz，同时满足能效及散热要求。这样在设计时，可以通过提高开关频率来降低一些系统元件的尺寸。这有助于设计出符合薄型适配器小体积要求的产品，同时还可降低元件成本。