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電源適配器的優(yōu)點及缺點

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電源適配器的優(yōu)點及缺點

開關(guān)電源適配器的主要優(yōu)點：體積小、重量輕（體積和重量只有線性電源適配器的20%～30%）、效率高（一般為60%～70%，而線性電源適配器只有30%～40%）、自身抗干擾性強(qiáng)、輸出電壓范圍寬、模塊化。
開關(guān)電源適配器的主要缺點：由于逆變電路中會產(chǎn)生高頻電壓，對周圍設(shè)備有一定的干擾，需要良好的屏蔽及接地措施。
交流電經(jīng)過整流可以得到直流電。但是，由于交流電壓及負(fù)載電流的變化，整流后得到的直流電壓通常會造成20%到40%的電壓變化。為了得到穩(wěn)定的直流電壓，必須采用穩(wěn)壓電路來實現(xiàn)穩(wěn)壓。按照實現(xiàn)方法的不同，穩(wěn)壓電源適配器可分為3種：線性穩(wěn)壓電源適配器、相控穩(wěn)壓電源適配器和桌面式電源適配器。其中開關(guān)電源適配器代表低碳環(huán)保和電源適配器的發(fā)展趨勢。
常用的低壓直流開關(guān)電源適配器將220V交流電經(jīng)過EMI濾波器后直接整流成300V左右的直流電，通過電路控制開關(guān)管進(jìn)行高速的導(dǎo)通與截止再轉(zhuǎn)化為高頻率的交流電提供給變壓器進(jìn)行變壓，從而產(chǎn)生所需要的一組或多組電壓，而后再整流成所需要電壓的直流電。轉(zhuǎn)化為高頻交流電的原因是高頻交流在變壓器變壓電路中的效率要比50Hz高很多，所以主變壓器可以做得很小，且使用磁芯，它工作時也不是很熱。另外，在高頻下，儲存能量及濾波電容和電感要比50Hz下小很多，成本很低。如果不將50Hz變?yōu)楦哳l開關(guān)電源適配器就沒有意義。開關(guān)變壓器也不神秘，就是一個普通的磁芯變壓器。這就是開關(guān)電源適配器。
開關(guān)電源適配器是通過電子技術(shù)實現(xiàn)的，主要環(huán)節(jié)：整流成直流電——逆變成所需電壓的交流電（主要來調(diào)整電壓）——整流成直流電壓輸出。

由于開關(guān)電源適配器的結(jié)構(gòu)中沒有笨重的變壓器和散熱片，因而體積非常小。同時，開關(guān)電源適配器內(nèi)部都是電子元器件，效率高、發(fā)熱小。雖然具有電磁干擾大等缺點，但現(xiàn)在開關(guān)電源適配器抗電磁干擾濾波器和屏蔽技術(shù)已經(jīng)非常到位。
開關(guān)電源適配器大體可以分為隔離和非隔離兩種，隔離型的必定有開關(guān)變壓器，而非隔離的未必一定有。
簡單地說，開關(guān)電源適配器的工作原理如下。
（1）交流電源適配器輸入經(jīng)整流濾波成直流電；
（2）通過高頻PWM（脈沖寬度調(diào)制）或脈沖頻率調(diào)制（PFM）控制開關(guān)管，將直流電加到開關(guān)變壓器一次側(cè)；
（3）開關(guān)變壓器二次側(cè)感應(yīng)出高頻電壓，經(jīng)整流濾波供給負(fù)載；
（4）輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路，控制PWM占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。
交流電源適配器輸入時一般要經(jīng)過電感、電容、濾波器一類的元器件，過濾掉電網(wǎng)上的干擾，同時也過濾掉電源適配器對電網(wǎng)的干擾；在功率相同時，開關(guān)頻率越高，開關(guān)變壓器的體積就越小，但對開關(guān)管的要求就越高；開關(guān)變壓器的二次側(cè)可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭，以得到需要的輸出；一般還應(yīng)該增加一些保護(hù)電路，如空載、短路等保護(hù)，否則可能會燒毀開關(guān)電源適配器。
以上說的就是開關(guān)電源適配器的大致工作原理。
其實現(xiàn)在已經(jīng)有了集成度非常高的專用芯片，可以使外圍電路非常簡單，甚至做到免調(diào)試。
例如TOP系列的開關(guān)電源適配器芯片（或稱模塊），只要配合一些阻容元件和一個開關(guān)變壓器，就可以做成一個基本的開關(guān)電源適配器。
普通半橋開關(guān)電源適配器的主要工作原理就是上橋和下橋的開關(guān)管（頻率高時開關(guān)管為VMOS）輪流導(dǎo)通，首先電流通過上橋開關(guān)管流入，利用電感線圈的存儲功能，將電能集聚在線圈中，較后關(guān)閉上橋開關(guān)管，打開下橋的開關(guān)管，電感線圈和電容持續(xù)給外部供電。然后又關(guān)閉下橋開關(guān)管，再打開上橋讓電流進(jìn)入，就這樣重復(fù)進(jìn)行。因為要輪流開關(guān)兩開關(guān)管，所以稱為開關(guān)電源適配器。
而線性電源適配器就不一樣了，由于沒有開關(guān)介入，使得上下管一直在放電，如果有多的，就會漏出來。這就是我們經(jīng)常看到的某些線性電源適配器的調(diào)整管發(fā)熱量很大，用不完的電能全部轉(zhuǎn)換成了熱能。從這個角度來看，線性電源適配器的轉(zhuǎn)換效率就非常低了，而且熱量高時，元器件的壽命勢必要下降，影響后面的使用效果。

UC電源適配器和線性電源適配器的區(qū)別主要是它們的工作方式。
線性電源適配器的功率調(diào)整管總是工作在放大區(qū)，流過的電流是連續(xù)的。因為調(diào)整管上損耗較大的功率，所以需要較大功率調(diào)整管并裝有體積很大的散熱器，發(fā)熱嚴(yán)重，效率很低，一般在40%～60%，這還是很好的線性電源適配器。線性電源適配器的工作方式，使它從高壓變低壓必須有降壓裝置，一般用的都是變壓器，也有別的（像KX電源適配器）再經(jīng)過整流輸出直流電壓。這樣一來它的體積也就很大，比較笨重，效率低、發(fā)熱量也大。它也有它的優(yōu)點：紋波小，調(diào)整率好，對外干擾小，適合用于模擬電路、各類放大器等。
開關(guān)電源適配器的功率器件工作在開關(guān)狀態(tài)，在電壓調(diào)整時能量通過電感線圈來臨時儲存，這樣它的損耗就小，效率也就高，對散熱的要求低，但它對變壓器和儲能電感也有了更高的要求，要用低損耗高磁導(dǎo)率的材料來做。它的變壓器體積很小。總效率在80%～98%，開關(guān)電源適配器的效率高且體積小，但是和線性電源適配器比，它的紋波、電壓電流調(diào)整率就有一定的折扣了。
下面介紹一下業(yè)余電臺等無線電通信設(shè)備專用電源適配器的特殊要求。
（1）電臺使用比較規(guī)范的室外天饋系統(tǒng)，同軸電纜屏蔽層不參與無線電收發(fā)是主要考慮電源適配器的ESD和電源適配器穩(wěn)壓部分的抗干擾能力。原因是發(fā)射時電源適配器負(fù)載阻抗瞬時變化很大，如果處理不當(dāng)會造成穩(wěn)壓系統(tǒng)取樣和執(zhí)行紊亂，因此須在穩(wěn)壓系統(tǒng)取樣與輸出間加裝低通濾波器。
（2）電臺使用很隨意的室外天饋系統(tǒng)，同軸電纜屏蔽層參與無線電收發(fā)。此時還需要在220V輸入端加裝低通濾波器抑制干擾。
（3）因昂貴的電臺維修費(fèi)用高，故須加裝并聯(lián)型限壓電路以確保在任何時候電臺得到的電壓不超過額定電壓25%。開關(guān)電源適配器產(chǎn)品如圖1-8和圖1-9所示。

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| 發(fā)布時間：2019.05.13    來源：電源適配器廠家
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