電子設備離不開電源適配器。電源適配器供給電子設備所需要的能量。電源適配器的性能、質(zhì)量直接影響著電子設備的安全可靠運行,故此對電子設備電源適配器性能、質(zhì)量的要求也越來越高?,F(xiàn)有的電源適配器主要有兩大類:串聯(lián)線性穩(wěn)壓電源適配器(簡稱線性電源適配器)和開關穩(wěn)壓電源適配器(簡稱電源適配器)。這兩類電源適配器各具特色而被廣泛應用。
電源適配器的作用是將家里的220伏高電壓轉(zhuǎn)換成這些電子產(chǎn)品能工作的5伏至20伏左右穩(wěn)定的低電壓,使他們能正常工作,一般由外殼、變壓器、電感、電容、控制IC、PCB板等元器件組成,它的工作原理由交流輸入轉(zhuǎn)換為直流輸出;按連接方式可分為插墻式適配器和桌面式適配器。電源適配器常見于手機、液晶顯示器和筆記本電腦等小型電子產(chǎn)品上。一般由外殼、電源變壓器和整流電路組成,按其輸出類型可分為交流輸出型和直流輸出型;按連接方式可分為插墻式和桌面式。廣泛配套于電話子母機、游戲機、語言復讀機、隨身聽、筆記本電腦、蜂窩電話等設備中。
開關電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器(EMI)、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路構成。輔助電路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。
交流輸入回路包含電磁干擾濾波器(EMI)、整流濾波電路電路;CN1為交流電源插座,F(xiàn)1(T3A250V)為3A,250V交流保險絲,RT1(471)為壓敏電阻,具備防雷功能:當有雷擊,導致高壓經(jīng)電網(wǎng)導入電源時當加在壓敏電阻兩邊的電壓超過其工作電壓時,其阻值降低,使高壓能量消耗在壓敏電阻上,若電流過大,F(xiàn)1會燒毀保護后級電路。RT2(471)為負溫度系數(shù)熱敏電阻,在開機瞬間,電容器對電源幾乎呈短路狀態(tài),其干擾電流非常大,導致變壓器過載。
串聯(lián)上NTC熱敏電阻,這種在開機瞬間,電容器的充電電流便受到NTC元件的限制。開機15S后,NTC元件升溫相對穩(wěn)定,其上的分壓也慢慢降至0點幾V。這種小的壓降,可視此元件在完成軟啟動功能后為短接狀態(tài),不會干擾電器的正常運行。
線性電源適配器的結構與特點
線性電源適配器通常都是由電網(wǎng)所提供的交流電,經(jīng)過變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓環(huán)節(jié)而得到。其各個部分電路的作用如下:
①電源適配器變壓器——將220V電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為整流電路所需要的交流電壓值,而少部分電路采用電容降壓,如遙控電風扇電路。
②整流電路——將交流電壓轉(zhuǎn)換為脈動直流電壓。常用的整流電路有半波整流電路、全波整流電路和橋式整流電路。
③濾波電路——將脈動直流電壓轉(zhuǎn)換成較為平滑的直流電壓。線性電源適配器中常用的濾波電路有電感濾波、電容濾波和阻容濾波,其中最常用的是電容濾波。
④穩(wěn)壓電路——將直流電源適配器的輸出電壓穩(wěn)定,基本不受電網(wǎng)電壓或負載的影響。在線性電源適配器中常用的穩(wěn)壓電路有二極管穩(wěn)壓、串聯(lián)穩(wěn)壓。其中,串聯(lián)穩(wěn)壓有現(xiàn)成的集成電路,如固定電壓輸出的集成電路有LM78××,LM79××等,可調(diào)電壓輸出的集成電路有LM317和LM337等。
4個功能模塊的線性穩(wěn)壓電源適配器
線性電源適配器的優(yōu)點是穩(wěn)定性好、瞬態(tài)響應速度快、可靠性高、輸出電壓精度高和輸出紋波電壓小;缺點是工作頻率低,所采用的工頻變壓器、濾波器的體積和重量都較大。調(diào)整管工作在線性狀態(tài),功耗大、效率低,需要加裝散熱器。
選擇開關電源適配器應該注意哪些事項呢?
開關電源適配器一般用于穩(wěn)壓和整流而使用的電源設備,其在酒店、辦公樓、寫字樓等大型場所和正常居民樓等人流聚集場所等使用廣泛,那么作為開發(fā)商或者是物業(yè)、管理機構來說,選擇開關電源適配器應該注意哪些事項呢?
首先應該注意選擇開關電源適配器的輸入電壓規(guī)格,對于商用樓一般耗電量較大,對于輸入電源電壓也較高,因此再選擇開關電源適配器要注意選擇負載能力較大的,以免造成一定的安全事故或者是斷電等問題;其次選擇合適的功率,現(xiàn)在的輸出功率一般根據(jù)不同場所需求也有所不同,原則要求需要選擇場所需要電源功率130%以上的開關電源適配器;第三考慮其負載量,現(xiàn)在的開關電源適配器有多種負載方式,比如馬達負載、電燈泡負載等,選擇時要注意其場所使用的電源負載量,并選擇在開機瞬間負載量滿足場所使用的最大負載量,同時要防止忽然停機后造成的電壓倒灌等問題;第四應該考慮其工作環(huán)境時開關電源適配器的溫度,溫度造成過載或者是挺急的情況時有發(fā)生,因此在場所選擇開關電源適配器前要注意配電房的溫度和實際選擇電壓的負載量;第五就是要重視其包含的功能,對于保護功能一般要注意過電壓的保護,以免造成開機瞬間電壓負荷引起的安全事故。對于溫度的保護也能保證開關電源適配器的正常使用,防止造成火災和電機燒壞等事故。過負載保護也是為了滿足現(xiàn)在場所忽然過載或者是超負荷造成開關電源適配器燒毀或者是電壓倒灌造成的事故。
恒功率限制保護法
恒定輸入功率限制保護法是目前國際上比較通用的開關電源適配器輸出保護技術之一,這種方法的保護原理在于通過限制最大傳輸功率來保護原邊電路。但是在反激變換器中,這種技術幾乎不能保護副邊輸出元件。例如在不連續(xù)反激變換器中,原邊峰值電流已經(jīng)受到限制,也就是給出了限制的傳遞功率。當負載電阻減少、負載超過它的限定值時,輸出電壓開始下降。正是因為規(guī)定輸入和相應輸出的電壓電流乘積,當輸出電壓開始下降時,輸出電流將會上升。在短路時,副邊電流將會變得很大,在開關電源中消耗全部的功率。這種形式的功率限制一般只作為某些限制補充形式,如副邊限流這種補充限制的電路中。
反激超功率限制保護法
反擊超功率保護法目前在國內(nèi)的適配器研發(fā)和廠家生產(chǎn)過程中應用比較廣泛,這種保護技術是上速形式的一種擴展,在這種形式中有一個電路來監(jiān)視原邊電流和副邊電壓,在輸出電壓降低時減少功率。通過這種方法,當負載電阻下降時使輸出電流減小,防止副邊元器件受到過強的應力損害,其缺點是用于非線性負載時會發(fā)生鎖定現(xiàn)象。