淺談開關(guān)電源適配器原理及使用

電子設(shè)備離不開電源適配器。電源適配器供給電子設(shè)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(shè)備的安全可靠運(yùn)行，故此對(duì)電子設(shè)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(jiǎn)稱線性電源適配器)和開關(guān)穩(wěn)壓電源適配器(簡(jiǎn)稱電源適配器)。這兩類電源適配器各具特色而被廣泛應(yīng)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(jī)、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(jī)、游戲機(jī)、語言復(fù)讀機(jī)、隨身聽、筆記本電腦、蜂窩電話等設(shè)備中。

開關(guān)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(gòu)成。輔助電路有輸入過欠壓保護(hù)電路、輸出過欠壓保護(hù)電路、輸出過流保護(hù)電路、輸出短路保護(hù)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(xiǎn)絲，RT1(471)為壓敏電阻，具備防雷功能：當(dāng)有雷擊，導(dǎo)致高壓經(jīng)電網(wǎng)導(dǎo)入電源時(shí)當(dāng)加在壓敏電阻兩邊的電壓超過其工作電壓時(shí)，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(huì)燒毀保護(hù)后級(jí)電路。RT2(471)為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，在開機(jī)瞬間，電容器對(duì)電源幾乎呈短路狀態(tài)，其干擾電流非常大，導(dǎo)致變壓器過載。

串聯(lián)上NTC熱敏電阻，這種在開機(jī)瞬間，電容器的充電電流便受到NTC元件的限制。開機(jī)15S后，NTC元件升溫相對(duì)穩(wěn)定，其上的分壓也慢慢降至0點(diǎn)幾V。這種小的壓降，可視此元件在完成軟啟動(dòng)功能后為短接狀態(tài)，不會(huì)干擾電器的正常運(yùn)行。

線性電源適配器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

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(gè)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(fēng)扇電路。

②整流電路——將交流電壓轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)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(dòng)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(fù)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(gè)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(diǎn)是穩(wěn)定性好、瞬態(tài)響應(yīng)速度快、可靠性高、輸出電壓精度高和輸出紋波電壓小;缺點(diǎn)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(guān)電源適配器應(yīng)該注意哪些事項(xiàng)呢?

開關(guān)電源適配器一般用于穩(wěn)壓和整流而使用的電源設(shè)備，其在酒店、辦公樓、寫字樓等大型場(chǎng)所和正常居民樓等人流聚集場(chǎng)所等使用廣泛，那么作為開發(fā)商或者是物業(yè)、管理機(jī)構(gòu)來說，選擇開關(guān)電源適配器應(yīng)該注意哪些事項(xiàng)呢?

首先應(yīng)該注意選擇開關(guān)電源適配器的輸入電壓規(guī)格，對(duì)于商用樓一般耗電量較大，對(duì)于輸入電源電壓也較高，因此再選擇開關(guān)電源適配器要注意選擇負(fù)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(chǎng)所需求也有所不同，原則要求需要選擇場(chǎng)所需要電源功率130%以上的開關(guān)電源適配器;第三考慮其負(fù)載量，現(xiàn)在的開關(guān)電源適配器有多種負(fù)載方式，比如馬達(dá)負(fù)載、電燈泡負(fù)載等，選擇時(shí)要注意其場(chǎng)所使用的電源負(fù)載量，并選擇在開機(jī)瞬間負(fù)載量滿足場(chǎng)所使用的最大負(fù)載量，同時(shí)要防止忽然停機(jī)后造成的電壓倒灌等問題;第四應(yīng)該考慮其工作環(huán)境時(shí)開關(guān)電源適配器的溫度，溫度造成過載或者是挺急的情況時(shí)有發(fā)生，因此在場(chǎng)所選擇開關(guān)電源適配器前要注意配電房的溫度和實(shí)際選擇電壓的負(fù)載量;第五就是要重視其包含的功能，對(duì)于保護(hù)功能一般要注意過電壓的保護(hù)，以免造成開機(jī)瞬間電壓負(fù)荷引起的安全事故。對(duì)于溫度的保護(hù)也能保證開關(guān)電源適配器的正常使用，防止造成火災(zāi)和電機(jī)燒壞等事故。過負(fù)載保護(hù)也是為了滿足現(xiàn)在場(chǎng)所忽然過載或者是超負(fù)荷造成開關(guān)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(hù)法

恒定輸入功率限制保護(hù)法是目前國(guó)際上比較通用的開關(guān)電源適配器輸出保護(hù)技術(shù)之一，這種方法的保護(hù)原理在于通過限制最大傳輸功率來保護(hù)原邊電路。但是在反激變換器中，這種技術(shù)幾乎不能保護(hù)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(dāng)負(fù)載電阻減少、負(fù)載超過它的限定值時(shí)，輸出電壓開始下降。正是因?yàn)橐?guī)定輸入和相應(yīng)輸出的電壓電流乘積，當(dāng)輸出電壓開始下降時(shí)，輸出電流將會(huì)上升。在短路時(shí)，副邊電流將會(huì)變得很大，在開關(guān)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(bǔ)充形式，如副邊限流這種補(bǔ)充限制的電路中。

反激超功率限制保護(hù)法

反擊超功率保護(hù)法目前在國(guó)內(nèi)的適配器研發(fā)和廠家生產(chǎn)過程中應(yīng)用比較廣泛，這種保護(hù)技術(shù)是上速形式的一種擴(kuò)展，在這種形式中有一個(gè)電路來監(jiān)視原邊電流和副邊電壓，在輸出電壓降低時(shí)減少功率。通過這種方法，當(dāng)負(fù)載電阻下降時(shí)使輸出電流減小，防止副邊元器件受到過強(qiáng)的應(yīng)力損害，其缺點(diǎn)是用于非線性負(fù)載時(shí)會(huì)發(fā)生鎖定現(xiàn)象。