电源适配器的工作原理是什么

电源适配器的工作原理是什么?♥电源适配器种类繁多,根据不同功率的和电压来选择适配,故称为电源适配器(Power adapter)。它是小型便携式电子设备及电子电器的供电电源变换设备,一般由外壳、电源变压器和整流电路组成,按其输出类型可分为交流输出型和直流输出型;按连接方式可分为插墙式和桌面式。广泛配套于电话子母机、游戏机、语言复读机、随身听、笔记本电脑、蜂窝电话等设备中。

★电源适配器主要分为开关电源和线性电源两种。1、开关电源是利用现代电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,电源适配器的开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM控制IC和MOSFET构成。其优点是工作效率高,体积小,可以在宽电压范围内工作;缺乏之处是对电源电路干扰较大,发生故障时检修难度较大。

这里本人以TOP224P为核心组成的开关电源为例来说一下。♥TOP224P开关电源芯片,这个系列的芯片在很多开关电源中也是比较常用的一种方案。它的内部是集成有开关管以及控制部分的,所以这个电路的外围结构比较简单,而且会降低整个开关电源的成本。不同型号之间它的外围电路会有一些区别,而且最大的输出功率也是有区别的,见下图所示。

这个电路使用的型号是TOP224,它的最大输出功率为45瓦,也是一个单端反击式的开关电源控制芯片。我们简单的了解一下它的工作过程,220伏的电压进入之后,经过保险FU3A,经过EMI电路,经过整流滤过之后,在滤波电容C1两端产生了约310伏左右的直流电,当然这个电压范围是宽电压输入的。IP1为TOP224的芯片,它对外有三个引脚,虽然只有三个引脚,但是它内部是集成了开关管,PWM控制以及保护和逻辑芯片。

电路的左边的D、S这两个引脚就是内部开封管的两个极,源极和漏极,右边的这个C为它的控制端,它的常用封装类似78系列的三端稳压器那种封装。以TEE22高频变压器为界,左边的电路及元器件是作为开关的,用来驱动这个变压器线圈工作,同样线圈上面的这两个元件为尖峰脉冲的吸收,但是这个电路使用的是一个VDZ1瞬态抑制的二极管,它的型号是P6KE200,也就是一个反向电压200V的TVS管,串联到下面的VDI二极管,这个型号是UF4005管,它的前缀为UF代表是一个超快恢复的二极管。

这电路因为有三个影响,所以它外围的功能是有复用的。高频变压器的右边后面的电路这一部分,为电压的采样,电压的采样就是光偶,当然这个地方没有使用431作为基准,而是使用了一个稳压二极管,型号为VDZ2(1N5241)二极管,它的稳压值为11V,所以说这个电源的电压输出精度可能会稍微差一些。辅助绕组线圈下端。

经过了VD3(1N4148)的整流经过C4滤波,经过光偶IC2(PC817)之后进入的前面芯片的控制角,也就是说这个控制角,除了要给这个芯片提供电源之外,它还可以通过这个引脚来控制最终的脉冲宽度,因为它是经过光偶的,光偶实际上是调节IC1它的电流来控制最终的输出的脉宽,来达到调节最终输出电压的目的。所以第3个引脚C它是一个复用引脚,除了供电以外也是一个调制控制端。

下面我们看一下其他元件的作用,首先来看电阻R3和电容C5,而C5电容接在了控制端,所以它的一方面作用是滤除后面的干扰高频信号的干扰,因为IC1这个芯片是,除了调制之外它是有供电的作用的,另外一方面这个电容与R3这个电阻对回路的控制进行补偿。在后面的光偶上面这个电阻R1是给光偶内部的二极管限流的,但是在它上面并联了一个电阻R2,这个R2电阻是相当于一个假负载的作用。

它的作用主要是在电源输出电压比较低,也就是带载比较轻的时候,提供一个假负载用来提高这个电压的调整率的。另外还有这个EMI电容,再一个就是共模线圈,它实际上是一个扼流圈,这个地方有一个外电容C7,这几个部分都是用来抑制干扰的,电源输入端的白色电容0.1μf250V,它是一个安规电容,它的作用主要是抑制差模的干扰,而电容C7是外电容使外电容它的作用主要是抑制共模的干扰,同时电路中的这个电感它的作用也是抑制共模干扰 。

安规电容它一般使用的是金属膜电容,而外电容C7一般使用的是瓷片电容,一般是高压的陶瓷电容(耐压值1500V容量为1000p)。2、所谓的线性电源是将市电AC220V的交流电经过变压器变压,达到需要配置的电气设备的输入工作电压,利用硅整流二极管(包括桥式整流、全波整流、半波整流)后,再经过滤波电解电容,将波纹系数比较大的脉动直流电滤波,得到未稳定的直流电压,而比较平滑的直流电,给三端稳压器或者用分离晶体管及其他辅助稳压元器件,这样让电源适配器要达到一定的高精度直流电压,给电气设备供电。

有一些要求高的适配器必需经过电压反馈电路调整输出电压。其优点是技术幼稚,电路简单,且没有开关电源具有的干扰与噪音;不过这种简单电路它的缺点多,没有电压反馈电路,它是工作在线性状态,所以晶体管的调整管的功耗大,转换效率低,因此它由于使用了线圈,故它的变压器体积和重量大,长时间工作内部温升高。以上为个人经验之谈,仅供提问者和今日头条有需要了解的阅读者们参考一下。


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