电源适配器的基本组成及工作原理 电源适配器是什么?

什么是电源适配器?(电源适配器的基本组成和工作原理)
串联电源适配器的基本组成和工作原理
图示为自激式串联电源适配器的基本原理图 。VT是电源适配器的开关管,受激励脉冲控制 , 工作在截止和饱和状态 。C1是电源电压整流滤波电路中的滤波电容 。VD是续流二极管 , 作用是在开关管关断时为负载提供供电路径 。l是储能电感(即开关变压器) 。C2是电源适配器输出端的滤波电容 。
开关管VT饱和导通时 , C1阳极的DC电压Ui通过L→VT→C2阳极→C2阴极充电 。一方面在C2两端建立DC电压,另一方面储能电感L中的磁能不断增加 。当开关晶体管VT截止时,L感应出左负电压和右正电压,L中的磁能通过续流二极管VD释放到C2和负载 。适配器的输出电压Uo由VT的饱和导通时间决定,即由基极激励脉冲宽度决定 。基本激励脉冲的宽度由误差采样和放大电路决定 。
如果串联电源适配器中没有续流二极管VD , 当开关管突然由饱和导通转为截止时,L中的磁能得不到释放,会感应出很高的电压 。这个电压很容易导致开关管的VT击穿 。续流二极管VD导通时,L中的磁能会通过VD释放到C2和负载电路,一方面L两端电压下降,开关的集电极-发射极电压下降到输入Ui值,有足够的裕量;另一方面,在VT关断期间,L会通过续流二极管VD释放能量,使负载电路在关断期间得到能量补充 , 这将使输出端电压更平滑,电源适配器的效率更高 。
并联电源适配器的基本组成和工作原理
并联电源适配器有自励式和他励式两种,其中他励式应用较为广泛 。
1.自励并联电源适配器
自激式并联电源适配器主要分为单端式、推挽式和桥式,其中单端自激式应用最为广泛
这种电源适配器由间歇振荡电路组成 , 其基本工作原理如下 。
电源适配器接通时,R1向开关管VT1提供启动电流,使VT1开始导通 , 其集电极电流Ic在L1线性增加,在L2感应出正反馈电压,使VT1的基极为正,发射极为负 , 使VT1很快饱和;同时感应电压对C1充电 , 随着C1充电电压的增加,VT1的基极电位逐渐降低,导致VT1退出饱和区,Ic开始降低1+8+8+2+3+7+9+1+3+9+7 。在L2,感应电压使VT1的基极为负,发射极为正,因此VT1很快被关断 。此时,二极管VD1导通 , 存储在高频开关变压器T的初级绕组中的能量释放给负载 。VT1关断时,L2没有感应电压,DC电源的输入电压通过R1反向给C1充电,逐渐增加VT1的基极电位,使其再次导通,再翻转达到饱和状态 , 如此反复振荡电路 。就像单端反激式电源适配器一样,变压器T的次级绕组向负载输出所需的电压 。
【电源适配器的基本组成及工作原理 电源适配器是什么?】自激式并联电源适配器中的开关管起着开关和振荡的双重作用,也省去了控制电路 。该电路不仅适用于大功率电源适配器,也适用于小功率电源适配器 。
2.他激并联电源适配器
他励并联电源适配器分为单端反激式、单端正激式、推挽式、全桥式、半桥式等 。,下面简要介绍 。
(1)单端反激式
所谓单端电路,就是高频开关变压器的磁芯只工作在磁滞回线的一侧 。所谓反激,就是当开关管VT1导通时,开关变压器T的初级绕组感应电压上正下负 , 整流二极管VD1处于关断状态,在初级绕组中储存能量 。
当开关管VT1关断时,存储在变压器T的初级绕组中的能量被次级绕组和VD1整流,被电容C滤波,然后输出到负载 。
单端反激式电源适配器是一种成本最低的电源适配器电路 。其输出功率为20 ~ 100 W,可同时输出不同电压,电压调节方便 , 因此应用广泛 。主要缺点是输出纹波电压略大,开关管VT1承受的最大反向电压较高(电路工作电压值的两倍) 。
(2)单端正向模式
图显示了单端正向电源适配器的基本电路 。
该电路在形式上类似于单端反激式电路,但工作原理不同 。当开关管VT1导通时,VD2也导通 。此时电网向负载输送能量,滤波电感L储存能量 。当开关管VT1关断时,电感L继续通过续流二极管VD3向负载释放能量 。
由于该电路在开关管VT1开通时通过变压器向负载输送能量,因此输出功率范围宽,可输出50 ~ 200 W功率 。主要问题是电路中使用的变压器结构复杂,体积大 , 这也是这种电路实际应用较少的原因 。
(3)推拉式
推挽式驱动器仅使用两个N沟道功率场效应晶体管VT1和VT2 , 并将升压变压器T的中心抽头连接到脉动DC电源适配器 。两个功率晶体管VT1和VT2交替工作,输出交流电压 。因为功率场效应晶体管共享接地 , 所以驱动控制电路简单 。另外 , 变压器有一定的漏电感,可以限制短路电流,从而提高电路的可靠性 。推挽式电源适配器的输出功率较大,一般在100 ~ 500 W范围内,对于推挽式驱动电路,要求脉动DC电源适配器的变化范围要小 , 否则会降低驱动电路的效率 。另外需要注意的是,当VT1和VT2同时导通时,相当于变压器一次绕组短路,所以要防止两个开关管同时导通 。

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