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電源適配器的分類

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電源適配器的分類

電源適配器的類型很多，而且可以按不同的方法來分類。
按開關(guān)控制器件的連接方式分類，電源適配器可分為串聯(lián)型和并聯(lián)型。

1．串聯(lián)型電源適配器
串聯(lián)型電源適配器如圖所示。

圖串聯(lián)型電源適配器示意圖

串聯(lián)型電源適配器的開關(guān)控制器件和脈沖變壓器串聯(lián)在輸入電路和負(fù)載之間。這種電源適配器具有帶負(fù)載能力強、開關(guān)管尖峰電壓低、元器件少等優(yōu)點，缺點是不能多路輸出整機所需的直流電壓，且串聯(lián)型電源適配器底板帶電，不方便安裝接口電路。因此，應(yīng)用范圍遠不如并聯(lián)型電源適配器。

2．并聯(lián)型電源適配器
并聯(lián)型電源適配器如圖所示。
并聯(lián)型電源適配器的開關(guān)器件與輸入電壓和輸出電壓并聯(lián)，通過不同的脈沖變壓器二次繞組抽頭，產(chǎn)生多組不同的直流電壓輸出，以滿足不同的電壓要求，圖中的光電耦合器有的電路采用，有的電路不采用。


并聯(lián)型電源適配器具有如下優(yōu)點。
①能向負(fù)載電路提供多組直流電壓，這不但簡化了行輸出級電路，而且降低了行輸出變壓器的故障率。
②由于開關(guān)變壓器的一、二次側(cè)是完全隔離的，整機電路與電源適配器不共地，提高了安全性，而且方便安裝接口電路。
③穩(wěn)壓范圍寬，只要略微改變一下開關(guān)脈沖的占空比，便能輸出不同的穩(wěn)定電壓。
但是，并聯(lián)型電源適配器也存在不少缺點。
①開關(guān)管截止時，其開關(guān)管集電極承受的較高峰值電壓為Ui+Uo，開關(guān)管飽和時二次側(cè)整流管承受的較高峰值電壓也為Ui+Uo，所以對電源適配器開關(guān)管及開關(guān)變壓器二次側(cè)所接的整流管的耐壓要求較高。
②負(fù)載發(fā)生短路時，開關(guān)變壓器各繞組呈現(xiàn)低阻，這有可能導(dǎo)致開關(guān)管因開啟損耗大而損壞。
③開關(guān)管飽和時開關(guān)變壓器儲存能量，開關(guān)管截止時開關(guān)變壓器向負(fù)載釋放能量，所以要求開關(guān)變壓器的電感量要足夠大，才能滿足負(fù)載在一個周期內(nèi)所需要的能量。
④在開關(guān)管飽和期間，開關(guān)管集電極電流幾乎是線性增長的，開關(guān)管基極電流隨著電容的充電而逐漸下降。為了保證截止前瞬間仍能飽和，正反饋脈沖電壓必須達到規(guī)定值，否則在開關(guān)管飽和后期，開關(guān)管會因激勵不足而損壞。
正因為并聯(lián)型電源適配器存在這些缺點，所以并聯(lián)型電源適配器除了由啟動電路、振蕩形成電路、誤差取樣放大電路和脈寬調(diào)節(jié)電路組成的常規(guī)電路外，為了保證電源適配器和負(fù)載電路可靠的工作，還設(shè)置許多附屬電路。例如，為防止開關(guān)管因開啟損耗大或關(guān)斷損耗大而損壞，設(shè)置了開關(guān)管恒流激勵電路；為了防止負(fù)載短路使開關(guān)管因過流損壞，設(shè)置了開關(guān)管過流保護電路；為了防止開關(guān)管和負(fù)載元器件因過壓損壞，設(shè)置了過壓保護電路；為了防止開關(guān)管因二次擊穿損壞，設(shè)置了尖峰吸收電路；為了防止市電電壓過低，使開關(guān)管因開啟損耗大而損壞，設(shè)置了欠壓保護電路。這些附屬電路的加入使電源適配器電路工作的安全性及可靠性大大提高，但同時也使電路的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，元器件數(shù)量大大增多，從而導(dǎo)致檢修難度加大。

按激勵脈沖產(chǎn)生方式分
不管何種電源適配器，開關(guān)管必須工作在開關(guān)狀態(tài)，所以開關(guān)管基極所加的激勵電壓是脈沖電壓。按激勵脈沖的產(chǎn)生分類，有自激式和他激式兩種。
1．自激式電源適配器
自激式電源適配器利用電源適配器電路中的開關(guān)管、高頻開關(guān)變壓器構(gòu)成正反饋環(huán)路，來完成自激振蕩，使開關(guān)穩(wěn)壓電源適配器有直流電壓輸出。由于自激式電源適配器的開關(guān)管兼作振蕩管，不專設(shè)振蕩器，也無專門的振蕩啟動電路，電路較簡單。

2．他激式電源適配器
他激式電源適配器電路的開關(guān)管不參與激勵脈沖的振蕩過程，必須附加有振蕩啟動電路和振蕩器，振蕩器產(chǎn)生開關(guān)脈沖，來控制電源適配器中開關(guān)管的導(dǎo)通與截止，讓電源適配器電路開關(guān)工作而有直流輸出電壓。他激勵脈沖的振蕩電路產(chǎn)生，可用分立元器件，也可用集成電路。由于采用分立元器件的振蕩器，電路比較復(fù)雜，因此一般都采用集成電路，整體電路比較簡潔，而且功能比較強，能夠完成振蕩、自動穩(wěn)壓、過流和過壓保護等功能。相對于自激式電源適配器，他激式電源適配器電路較復(fù)雜。
不管采用何種激勵方式，都要有足夠的驅(qū)動功率，比如在開關(guān)管飽和期間，要求有足夠大的基極電流，以維持開關(guān)管的飽和導(dǎo)通，這時基極電流應(yīng)滿足Ib＞Icp/β（Icp為開關(guān)管集電極的峰值電流）的條件，否則開關(guān)管就會因激勵不足而不能完全飽和，壓降增大，功耗增大，開關(guān)管過熱，容易造成損壞；而在開關(guān)管由飽和變?yōu)榻刂箷r，基極必須加反向電壓，形成足夠大的基極反向抽出電流，使開關(guān)管急劇地截止，以縮短開關(guān)管截止轉(zhuǎn)換時間，減小其關(guān)斷損耗。

按穩(wěn)壓控制方式分
一般電源適配器都要經(jīng)過穩(wěn)壓措施，來保證電源適配器輸出端電壓的穩(wěn)定，否則當(dāng)市電電壓或負(fù)載電流發(fā)生變化時，將導(dǎo)致輸出端電壓發(fā)生變化。穩(wěn)壓控制電路后面是通過控制開關(guān)管的導(dǎo)通時間來實現(xiàn)穩(wěn)壓控制的。按穩(wěn)壓控制方式分，電源適配器可分為脈沖調(diào)寬式、脈沖調(diào)頻式、脈沖調(diào)頻調(diào)寬式3種。
通過計算可以得出輸出電壓Uo的計算公式。

由式可知，改變Ton或T，就可以控制輸出直流電壓的大小。若只改變Ton而保持T不變，這種控制方法則稱為脈沖調(diào)寬式；若只改變T而保持Ton不變，這種控制方法則稱為脈沖調(diào)頻式；若同時改變Ton和T，這種控制方法則稱為脈沖調(diào)頻調(diào)寬式，在實際應(yīng)用中，這種調(diào)制方式很少采用。

按軟開關(guān)方式分
軟開關(guān)技術(shù)是利用電容與電感諧振，使開關(guān)器件中的電流或電壓按正弦波或近似正弦波的形式變化。當(dāng)電流過零時開關(guān)關(guān)斷，當(dāng)電壓過零時開關(guān)導(dǎo)通，以此實現(xiàn)開關(guān)損耗為零。根據(jù)諧振的類型可分為電流諧振型、電壓諧振型、E類諧振型、準(zhǔn)E類諧振型等。

按功率轉(zhuǎn)換電路分
電源適配器的功率轉(zhuǎn)換電路主要由開關(guān)管和高頻開關(guān)變壓器組成，它是實現(xiàn)變壓、變頻以及完成輸出電壓調(diào)整的執(zhí)行部件，是電源適配器的核心。前面已講到有自激和他激兩種激勵方式，但每種激勵方式在電路結(jié)構(gòu)上又是多樣的，又分為單端反激式（單管）、單端正激式（單管）、推挽式（雙管）、全橋式（四管）、半橋式（雙管）、振鈴式等。為便于理解，表列出了常見電源適配器的結(jié)構(gòu)類型。

常見電源適配器的結(jié)構(gòu)類型

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| 發(fā)布時間：2019.06.18    來源：電源適配器廠家
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