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電源適配器磁放大器后級調(diào)節(jié)器

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電源適配器磁放大器后級調(diào)節(jié)器

24V1A電源適配器磁放大器在應(yīng)用中已經(jīng)成為一個專業(yè)術(shù)語，但是準(zhǔn)確地說，它在電源適配器電路中的作用相當(dāng)于飽和電抗器（即磁性開關(guān)）。事實上，電源適配器磁放大器主要控制主功率繞組的交流電流，而用于控制的各輔繞組上只流過很小的電流。在半導(dǎo)體元件應(yīng)用之前，電源適配器磁放大器有著廣泛的應(yīng)用，只是本文中不對此進行探討。

在前面充電器生產(chǎn)商討論了電源適配器多輸出推挽和正激變換器。兩種電源適配器拓撲中反饋電路都是接到主輸出（一般是較大電流輸出或5V電壓輸出）的。當(dāng)電網(wǎng)電壓或者負載變化時，反饋電路保持主輸出電壓的恒定。
在功率變壓器上增加繞組可以得到不同的輔輸出，輔輸出電壓大小與其繞組的匝數(shù)成正比。這些輔輸出開環(huán)工作，其導(dǎo)通時間受主輸出反饋環(huán)控制這樣主輸出電壓恒定，但是輔輸出繞組的導(dǎo)通時間與輔輸出電流和電壓無關(guān)。

當(dāng)線電壓變化時，輔輸出和主輸出都能自動調(diào)整，但輔輸出對主輸出負載變化或輔輸出本身負載變化，都不能很好地調(diào)整。由主輸出負載的變化引起輔輸出電壓改變的現(xiàn)象稱為交叉影響。當(dāng)主輸出電流變化較大時，輔輸出的電壓變化可能高達±8%。
如果電源適配器主輸出和輔輸出的輸出電感都工作在連續(xù)模式下，則由輔輸出負載改變引起的輔輸出電壓波動可以不考慮。如果主輸出或者任何一個輔輸出電感工作在不連續(xù)模式下，則該電源適配器輔輸出的波動可能達到50%。
提示：如果采用耦合輸出線圈（繞在同一磁心上的多路副邊繞組之一），電路可以得到更好的交叉調(diào)節(jié)，并使得電流變化范圍更寬。
如果電源適配器輸出電感值選得很大，就會使輸出電感工作在連續(xù)模式下，但是過大的輸出電感，會在負載突變時使輸出電壓有較嚴(yán)重的瞬態(tài)過程。
處于開環(huán)狀態(tài)的輔輸出電壓不能精確控制，其誤差只能控制到額定值的百分之幾。
輸出電壓設(shè)定精度由磁心上單匝線圈的電壓伏數(shù)確定。由于初級繞組和次級繞組的匝數(shù)都只能是整數(shù)，所以輸出電壓只能粗調(diào)。由法拉第定律可知，每伏數(shù)與開關(guān)頻率成正比，所以頻率越高，輔輸出電壓精確程度越低。

這種只有主輸出能對網(wǎng)壓和負載變化進行自動調(diào)節(jié)，而輔輸出對于主輸出或自身負載變化的穩(wěn)壓性能不理想的多輸出變換器拓撲已經(jīng)不再廣泛使用了。
通常，主輸出（一般為5V）向主邏輯電路供電，這些邏輯電路的供電電源要求不受網(wǎng)壓和負載的影響。輔輸出一般向磁碟機及磁帶機中的電動機供電，這類負載性能不受供電電壓波動影響，一般偏離1~2V都沒問題。例如電動機，電壓的輕微波動只對它的加速時間有輕微影響。各種線性電路，供電電壓的變化只對其內(nèi)部有輕微影響。

但仍有一些應(yīng)用場合要求輔輸出必須很精確而且穩(wěn)壓性能要好，對于網(wǎng)壓和負載的變化其調(diào)整精度應(yīng)在1%之內(nèi)。目前，當(dāng)需要精確穩(wěn)定的輔輸出時，一般采用多加一級穩(wěn)壓電路的方法對輔輸出再次穩(wěn)壓。當(dāng)輸出電流小于1.5A時采用線性穩(wěn)壓器，當(dāng)輸出電流大于1.5A時采用Buck電路。
這些方案的優(yōu)缺點后面將會介紹。一種更好的解決方案是磁放大后級調(diào)節(jié)技術(shù)，它的原理很簡單。它采用現(xiàn)有技術(shù)及磁性材料和簡單電路。它的應(yīng)用在7年前異軍突起，并迅速被整個工業(yè)界采用。

線性調(diào)整器和Buck后級調(diào)整器
電流小于1.5A時較好使用線性調(diào)整器作為后級調(diào)整輸出。1.5A的輸出限制是因為考慮了成本和損耗。
TO220是市場上可買到的輸出電流小于1.5A的線性調(diào)整器，價格大約為50美分。工作時除了一個小濾波電容外不再需要其他外部器件。通常這類芯片需要2V（較壞的情況下該值為3v）的輸人／輸出電壓差或稱為壓差裕量。因此，當(dāng)輸出電流為1.0A，電壓差為3V時，器件內(nèi)部消耗的功率為3.0W。
T066和TO3是能承受更高電流的線性調(diào)整器，但是過高的結(jié)溫需要散熱器，同時過大的內(nèi)部損耗會導(dǎo)致電源整體效率下降，通常它們不用于電流高于1.0A的場合。
電源適配器具有0.5V和1.0V輸人／輸出電壓差的線性調(diào)整器也已經(jīng)研制成功，不過電源適配器價格是相當(dāng)高的。
當(dāng)電流大于1.5A或3.0A時，一般使用Buek調(diào)節(jié)電路作為后級調(diào)節(jié)器，變壓器次級電壓通常比設(shè)定輸出值高4V，然后通過Bwk電路降壓，得到要求的輸出電壓。
這種方法比線性整流器的效率要高很多，不過也要貴很多，而且使用的元件比線性整流器多，占用空間大。另外，電源適配器Buck電路的開關(guān)管工作頻率不同于主開關(guān)管頻率，也帶來RF問題并可能與主開關(guān)管頻率發(fā)生互擾問題。

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| 發(fā)布時間：2019.02.15    來源：電源適配器廠家
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