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电源适配器基本拓扑

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电源适配器基本拓扑

线性调整器和Buck、 Boost及反相开关型调整器

电源适配器厂家东莞玖琪将介绍几种著名的电源适配器拓扑电路,这些电源适配器拓扑一般用于线性和开关型电源适配器的设计。每种拓扑既有共同的特性,也有独特的特性,有经验的电源适配器设计者能够很好地选择合适的拓扑以满足应用场合。而对于电源适配器初学者,如何为电源适配器选择合适的拓扑就显得非常困难了。掌握拓扑的基本特性非常有必要,这有助于15W电源适配器工程师选择合适的拓扑,避免因为拓扑选择不当而浪费时间。
一些拓扑适用于离线式(电网供电的)AC/DC变换器,其中有些适合小功率电源适配器输出(<200W),有些适合大功率电源适配器输出;有些适合较高的电源适配器AC输入电压(≥220VAC),而有些适合较低的AC输入电压的场合;有些在较高的DC输出电压(>200V)场合有较大的优势,而有些在较低的DC输出电压场合有较大的优势。对于多输出电压等级的应用场合,使用器件较少或是在器件数与可靠性之间有较好折中是选择拓扑要考虑的因素。同时,输入/输出纹波和噪声要求也是选择拓扑要考虑的重要因素。某些拓扑因其本身固有的局限性,需要辅助电路或更复杂的电路,使得在某些应用场合它的特性变得非常难以分析。
因此,要恰当选择拓扑,熟悉各种不同基本拓扑的优缺点是非常重要的。错误的选择会导致电源适配器的性能变差,甚至浪费设计时间和成本。因此,有必要充分地了解不同拓扑的基本特性参数。
电源适配器厂家东莞玖琪将介绍几种构成线性12w电源适配器和开关电源适配器的基本拓扑,这些拓扑包括

·线性调整器
·Buck调整器
·Boot调整器
·反相开关型调整器(反激式或Buck-Boot调整器)
介绍每种拓扑的基本工作原理、典型波形和优缺点,不同输出功率、不同输入电压下晶体管的峰值电流和电压应力,输入电流与输出功率和输入电压之间的关系,效率及DC和AC开关损耗,以及一些典型的应用。

5伏电源适配器线性调整器——耗能型调整器

线性电源适配器基本工作原理
为了说明较复杂的开关调整器的主要优势,先来分析线性调整器(或称串联型调整器)有哪些优缺点,有哪些特性不如开关调整器。
线性调整器的基本电路如图1。1(a)所示,晶体管Q1(工作于线性状态,或非开关状态)构成一个连接直流源V和输出端V的可调电气电阻,直流源V由60Hz隔离变压器,整流桥和储能电容C构成的电路产生,输出端V用于连接外部负载。

在图1。1(a)中,R1和R2组成的分压网络对输出电压采样,采样电压输入到误差放大器同参考电压进行比较,误差放大器输出电压经驱动电路驱动串联的功率晶体管。调整原理如下:直流输出电压由于输入电压升高或输出负载电流减小而升高时,串接晶体管(设为NPN型)基极电压下降,其等效电阻阻值加大,使输出电压降低,从而保持采样电压等于参考电压。这种负反馈控制在输出电压由于输入电压下降或负载电流增加而下降时也同样起作用。此时,误差放大器输出会使串接晶体管基极电压上升,集射极电阻减小,直流输出电压升高,使输出电压V恒定。
实质上,输入电压的任何变化(不管是由于交流输入网压的纹波,还是由于输入电压规定范围内的稳态波动,或是由于负载瞬变造成的输入电压瞬态变化)都会被串联晶体管等效电阻所调整,使输出电压保持不变,其恒定程度与反馈放大器的开环增益相关。
电源适配器基本拓扑
图(a)线性调整器。Q1连接直流源和输出端负载,起可调电阻作用;只要输入电压足够大于输出电压,负反馈环通过误差运放改变Q1等效阻值以保持输出电压V的稳定。
(b)线性调整器需要的最小输入一输出电压差。若串联NPN型晶体管,则应保证交流输入电压V最低时对应的C端直流电压的纹波谷值与输出电压V之间有2。5V的压差。
开关调整器有变压器和快速的开关动作,可能产生大量的RF干状。而在线性调整器中,反馈回路完全是直流耦合。由于整个回路没有开关动作,所以回路各点的直流电压都可预测和计算。线性调整器具有较低的RF干扰,在某些应用场合具有较大的优势。因此,在现代电源适配器应用领域,即使线性调整器的效率非常低,但它仍占有一席之地。而且,功率损耗主要由Q1的直流电流和电压产生,损耗和总效率很容易计算。
笔记本电脑充电器电路中没有变压器并且不存在引起RF噪声的瞬态尖峰电压或电流。由于晶体管不工作在开关状态,所以不存在晶体管的下降电流和上升电压瞬时重叠造成的交流开关损耗。


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| 发布时间:2019.01.09    来源:电源适配器厂家
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