110W離線式反激電源適配器性能舉例

下面的例子中，考慮一個(gè)110W、具有三輸出的固定頻率單端雙極反激單元，后續(xù)章節(jié)會(huì)說(shuō)明該設(shè)計(jì)方法可用于可變頻率自激振蕩單元。

雖然較典型的設(shè)計(jì)方法假定系統(tǒng)既可工作于完全能量傳遞方式（不連續(xù)方式），又可在整個(gè)工作范圍，系統(tǒng)不可能保持作于不完全能量傳遞方式（連續(xù)方式四種工作方式之二上，相應(yīng)地，在此使用簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方法，即假設(shè)工作范圍內(nèi)存在某些可工作于兩種工作方式，該方法由于原、副邊電流峰值減小面具有較高的效率。

性能

輸出功率：                110W

輸入電壓范圍：          90~137／180~250（用戶可選擇）

工作頻率：                30kHz

輸出電壓:                  5V，10A12V，3A-12V，2A

電壓及負(fù)載調(diào)節(jié)          對(duì)5V輸出為1% 典型的對(duì)40%負(fù)載變化（額定值的60%）為6%

輸出電流范圍：          20%至滿載

輸出紋波和噪聲：       1%的較大值

輸出電壓設(shè)定：          5V電壓，±1%   12V電壓，±3%

過(guò)載保護(hù)：              原邊功率限制和斷路要求電源適配器開／關(guān)復(fù)位周期

過(guò)壓保護(hù)：              5V電壓僅在變換器斷路時(shí)，例如，不需要快速作用

功率電路

使用一個(gè)無(wú)副邊調(diào)節(jié)器的單端反激系統(tǒng)可滿足以上性能要求（見圖）。為了滿足雙輸入電壓的需要，在輸入設(shè)置為110V時(shí)輸入電源適配器整流器要使用倍壓技術(shù)。因此，整流后直流電壓在110V或220V額定輸入時(shí)均接近于300V。

流經(jīng)發(fā)射極電阻R1的原邊電流在其上產(chǎn)生的電壓有效地限制了原邊功率。該波形也在電流控制方式中起控制作用。一個(gè)獨(dú)立的過(guò)電壓保護(hù)電路監(jiān)控5V輸出，當(dāng)主控制環(huán)失效時(shí)切斷變換器。

為滿足低輸出紋波的要求，該例中適合使用兩級(jí)LC濾波器，這種濾波器可以使用標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)電容器使設(shè)備成本較低（給出了合適的濾波器）。假定控制電路對(duì)5V電壓進(jìn)行閉環(huán)控制以得到較好的調(diào)節(jié)效果。在此省略了詳細(xì)的驅(qū)動(dòng)電路。第一部分第15章和第16章給出了合適的系統(tǒng)。

變壓器設(shè)計(jì)

該電源適配器的變壓器設(shè)計(jì)在第二部分給出。

特性特征

設(shè)計(jì)者應(yīng)注意性能逐漸提高的趨勢(shì)，當(dāng)考慮的反激變換器潛在性能要求較多時(shí)，費(fèi)用相應(yīng)增加。設(shè)計(jì)者應(yīng)與顧客建立有效的應(yīng)用界限。典型地，多輸出單元的輔助輸出有6%的變化量是可以接受的。這允許使用半調(diào)整反激系統(tǒng)。為了保證5%（難以更好）的調(diào)節(jié)效果，需使用副邊調(diào)節(jié)器，結(jié)果是效率降低和費(fèi)用增加。

通常系統(tǒng)性能要求固定頻率，或要求同步工作條件。當(dāng)電源適配器用于視頻顯示終端或計(jì)算機(jī)時(shí)，常要求同步。更經(jīng)常的是，在提出要求時(shí)，用戶認(rèn)為開關(guān)噪聲或電源適配器產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)以某種形式干擾系統(tǒng)的性能?？墒窃谠O(shè)計(jì)、濾波和屏蔽完好的現(xiàn)代開關(guān)電源適配器中噪聲很小，不會(huì)引起干擾。還有，在許多情況下同步令噪聲更加顯著。任何場(chǎng)合，在同步的同時(shí)消除噪聲是難以做到的。

如果特性要求固定頻率或同步，設(shè)計(jì)者需要向用戶確認(rèn)該需求。可以演示一個(gè)屏蔽好的可變頻率的單元。該單元在變壓器上有銅屏戴罩和兩級(jí)輸出LC濾波器。如可能，試著將樣機(jī)用于實(shí)際應(yīng)用中。作者發(fā)現(xiàn)，用戶常常對(duì)結(jié)果感到滿意，當(dāng)然電源適配器的成本會(huì)大大降低。

在某些應(yīng)用中，許多開關(guān)電源適配器工作于相同的輸入電壓（更經(jīng)常的是DCDC變換器）使用同步的和相位可移的時(shí)鐘系統(tǒng)，可減少對(duì)輸入濾波器的需求。這種方法還可去除內(nèi)部低頻調(diào)制成分，并且其中同步單元增加的費(fèi)用是合理的。

有了充分的應(yīng)用研究，設(shè)計(jì)者就可大膽地選擇有效的方法以滿足后面的性能要求。

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