电源适配器的基本构成

电源适配器的基本构成如图所示。图中，UI为市电整流滤波后的直流电压，UO为转换后的直流输出电压DC-DC转换器用于功率转换，是电源适配器的核心部分，此外还有启动、过流和（或）过压保护、噪声滤波器等组成部分。

反馈回路检测输出电压并与基准电压比较，通过误差放大器放大，经脉冲宽调制电路和驱动器控制半导体的通、断时间比，从而调整输出电压或电流的大小。

  DC/DC变换器有多种电路形式,常用的有工作波形为方波的PWM变换器以及工作波形为准正弦波的谐振型变换器。

  对于串联线性稳压电源,输出对输入的瞬态响应特性主要由调整管的频率特性决定｡但为准正弦波的谐振型变换器对于开关型稳压电源,输入的瞬态变化比较多地表现在输出端｡提高开关频率的同时,由于反馈放大器的频率特性得到改善,电源适配器的瞬态响应问题也能得到改善｡负载变化瞬态响应主要由输出端LC滤波器特性决定,所以可以利用提高开关频率､降低输出滤波器LC乘积的方法来改善瞬态响应特性｡

电源适配器的分类

电源适配器可分为AC/DC和DC/DC两大类｡作为二次电源的DC/DC变换器现已实现模块化,且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化,并已得到用户的认可｡但一次电源AC/DC,因其自身的特性使得在模块化的进程中,遇到了较为复杂的技术问题和工艺制造问题｡以下分别对两类电源适配器的结构和特性加以阐述｡

1．自激式

自激式电源适配器利用调整管、开关变压器辅助绕组构成正反馈环路，实现自激振荡，稳定电压输出。由于自激式电源适配器的调整管兼作振荡管，因此无须专设振荡器。其脉冲信号是自激振荡形成的，是一种非固定频率的脉冲信号，随输入电压和负载变化而变化。在轻载时频率较高，在重载时频率较低，而在空载时会出现间歇振荡。

自激式电源适配器本身具有一定的自保护功能，一旦负载过重，必然破坏反馈条件而停止振荡，从而保护了电源适配器。由于其电流峰值高、纹波电流大，特别是在高功率、大电流工作时稳定性差，因此多用于60W以下的小功率场合。

2．他激式

他激式电源适配器电路的调整管不参与激励脉冲的振荡过程，有专设的振荡器产生脉冲控制调整管。例如，常用的集成电路UC3842、NCP1200、TL494等集成控制器能输出占空比可调的PWM脉冲。如今，许多集成控制器能根据输出功率的轻重自动升降开关频率，以便在不同负载状况下，均能保持优良的电源转换效率。

由于集成控制器把保护电路、控制电路、振荡电路和反馈信号检测电路集成于同一芯片上，使其抗干扰性能好，电路简洁、功能强大，能够完成振荡、稳压、过流、过压和欠压等保护功能，是分立式电源适配器所无法比拟的，因此近年来应用越来越广泛。

3.DC/DC类电源适配器

DC/DC类电源适配器是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流斩波器｡斩L.DCDC类电源适配器波器的工作方式有两种:一是脉宽调制方式T不变,改变频率调制方式t(通用);二是频率调制方式t不变而改变T(易产生干扰)｡其具体的电路有以下几类

①Buck电路—降压斩波器,其输出平均电压Uo小于输入电压UD,极性入出相同;

②Boost电路—升压斩波器,其输出平均电压Uo大于输入电压UD,极性入出相同;

③Buck- Boost电路下降压或升压斩波器,其输出平均电压Uo大于或小于输入电压

④Cuk电路—降压或升压斩波器,其输出平均电压Uo大于或小于输入电压UD,极性极性入出相反,电感传输。

  当今软开关技术使得DC/DC变换器发生了质的飞跃｡美国VICOR电源适配器公司设计入出相反,电容传输制造的多种ECI软开关DC/DC变换器,其最大输出功率有300W､600W､800W等,相应的功率密度为6.2W/cm3､10W/cm3､17W/cm3,效率为80%~90%｡日本Nemic Lambda公司最新推出的一种采用软开关技术的高频电源适配器模块RM系列,其开关频率为200~300kHz,功率密度已达到27W/cm3,采用同步整流器( mos-fet代替肖特基二极管),使整个电路效率提高到90%

4.电源适配器AC/DC变换器

  AC/DC变换器是将交流变换为直流,其功率电流流向可以是双向的｡功率电流流向负载的变换称为“整流”,功率电流由负载传输回电源的称为“有源逆变”｡AC/DC变换器输入为50/60Hz的交流电,必须经整流､滤波,相对来说体积较大的滤波电解电容器是必不可少的｡同时,因遇到安全问题,如UL､CCEE等标准及EMC指令的限制(如IEC､FCC､CSA),交流输入则必须加EMC滤波及使用符合安全标准的元件,这样就限制了AC/DC电源的体积进一步小型化｡另外,由于内部的高频､高压､大电流开关动作,使得解决EMC电磁兼容问题的难度加大,也就对内部高密度安装电路的设计提出了很高的要求｡由于同样的原因,高电压､大电流开关使得电源工作损耗增大,限制了AC/DC变换器模块化的进程｡因