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可调电源适配器相关技术

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可调电源适配器相关技术

可调线性实验室电源适配器的种类有很多。典型地,这些电源适配器具有从零到某个最大值的可调输出电压,可用于恒压或恒流控制方式。然而,不论5v1a电源适配器采用哪一种形式的控制,传统的可调整线性电源适配器有三个共同点:大、重、效率低。
输出电压低时,电源适配器的大部分额定功率耗费在电源适配器内部,变换效率将很低。
使用开关变换器技术,可以消除操作时额外的消耗,并且还可以减小尺寸和重量。
通过使用“反激式”或降升压驱动的开关式转换技术,可获得更多的优点。一个开关式电源适配器提供的电压和电流等于三个独立的可调线性电源适配器提供的电压和电流。
消耗型线性电源适配器可以提供数种不同的电压和电流范围,甚至在额定输出功率相同时也可以。例如,额定功率300W的线性电源适配器可以为10V、30A,30V、10A或60V、5A三种不同的情形。当30V的电源适配器输出电压为10V时,输出电流最大可能只有10A,那么它只输出100W的功率,其余的就消耗在电源适配器中。
所以要包含某一功率水平的一个电流范围时,需要多个不同的线性可调整电源适配器。
用反激式开关模式技术,用一个电源适配器就可以对大多数的输出电压和电流范围,提供近乎恒定的输出功率。一个设计为300W容量的电源适配器相当于前面说过的三个线性电源适配器这种电源适配器的典型输出特性如图所示。
可调电源适配器相关技术
这种类型的开关型可调整电源适配器比之前的可调整线性电源适配器更轻、更小、更有通用性。在整个电流和电压范围内,效率保持在70%附近。

可调开关技术
可调电源适配器在设计上有很多困难,可能最明显的是在相对较大的传导和辐射电子噪声上。常将实验室等级的电源适配器应用在对电子噪声和纹波敏感的研制应用中,因此必须有良好的纹波抑制和噪声滤波,在这类应用中滤波不能太强。对开关器件和滤波器的法拉第屏蔽是基本需求,应用金属或屏蔽盒可以减小EMI(电磁干扰)问题。
对电源适配器来说,零输出电压下的工作也是一个问题,因为它需要很窄的功率脉冲,此时就很难控制所需的输出功率。使用快速MOSFET开关和对低输出电压和电流的不同控制方法可以克服这一局限。


反激变换器的特殊性质
对反激技术的研究揭示了反激变换器的一个很有用的特性:能量储存周期和能量转换周期可视为完全独立的操作。
考虑图中简单的对角半桥反激功率部分,两个MOSFET处于导通时,能量作为磁能储存在变压器中。因为MOSFET导通时副边不导通,可将变压器看作是一个储能的单绕组电感器。当导通周期结束时,磁心储存的能量是(1/2)LpI2p。

储能周期结束(MOSFET关断)时,原边停止导通,变压器像一个单绕组电感器一样工作,使副边绕组和输出电路具备工作条件。

由于这两个工作过程是独立的,原边与副边的工作之间没有直接的联系(除了必须维),副边的输出电压和电流不像一个普通的变压器那样由输入决定,输出功率可以持功率从高电压、小电流或低电压、大电流或者是两者的任意组合中得到,只要满足功率守恒要求就可以。
第二个明显的特征是如果继续保持完全能量传递方式(不连续控制方式),则副边匝数对输出电压和电流同样没有直接影响。

简言之,对于确定的原边工作条件,可将完全能量传递反激变换器变压器看作一个恒能源。

可调电源适配器相关技术


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| 发布时间:2018.11.27    来源:电源适配器厂家
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