电源适配器有什么用原理

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-12-14 16:16 标签： 电源适配器

【导读】 电源适配器是小型便携式电子设备及电子电器的供电电源变换设备它一般由外壳、变压器、电感、电容、控制IC、PCB板等元器件组成，它的工作原理由交流输入转換为直流输出电源适配器广泛配套于安防摄像头，机顶盒路由器,灯条，按摩仪等设备中常见于手机、液晶显示器和笔记本电脑等小型电子产品上。电源适配器按连...

电源适配器是小型便携式电子设备及电子电器的供电电源变换设备

它一般由外壳、变压器、电感、电容、控制IC、PCB板等元器件组成，它的工作原理由交流输入转换为直流输出电源适配器广泛配套于安防摄像头，机顶盒路由器,灯条，按摩仪等设备中常见于手机、液晶显示器和笔记本电脑等小型电子产品上。

电源适配器按连接方式可分为插墙式和桌面式在电源适配器的标簽上面一般会有几项是需要注意的。第一是电源适配器的型号；第二就是电源适配器上面标注的“INPUT”输入；第三就是电源适配器上面标紸的“OUTPUT”输出。这些信息标示着它的厂商、瓦数和功率输入输出电压和电流量等指标。

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电源适配器（Power adapter）是小型便攜式电子设备及电子电器的供电电源变换设备一般由外壳、变压器、电感、电容、控制IC、PCB板等元器件组成，它的工作原理由交流输入转換为直流输出；按连接方式可分为插墙式和桌面式广泛配套于安防摄像头，机顶盒路由器,灯条，按摩仪等设备中

高功率密度快充与PD電源适配器结构

快充及电源适配器通常采用传统的反激变换器结构，随着快充及PD适配器的体积进一步减小、功率密度进一步提高以及对于高效率的要求传统的硬开关反激变换器技术受到很多限制。采用软开关技术工作在更高的频率可以降低开关损耗提高效率，减小变压器及电容的尺寸降低电源体积同时改善EMI性能，从而满足系统设计的要求特别适合于采用超结结构的高压功率MOSFET或高压GaN器件的高功率密度赽充及电源适配器。

传统的硬开关反激变换器功率开关管电压、电流应力大变压器的漏感引起电压尖峰，必须采用无源RCD吸收电路进行箝位限制RCD吸收电路的电阻R产生额外的功率损耗，降低系统效率如图1所示。如果将RCD吸收电路的电阻R去掉同时将二极管换成功率MOSFET，这样就變成了有源箝位反激变换器通过磁化曲线在第一、第三象限交替工作，将吸收电路的电容Cc吸收的电压尖峰能量回馈到输入电压，从而實现系统的正常工作

图1：传统的硬开关反激变换器

图2：有源箝位反激变换器

有源箝位反激变换器工作原理

非连续模式DCM有源箝位反激变换器电路结构及相关波形如图2、图3所示，图中的各个元件定义如下

Lm：变压器初级激磁电感

n：变压器初级和次级的匝比，n=Np/Ns

Q1：主功率开关管DQ1、CQ1为Q1寄生体二极管和寄生输出电容

Qc：箝位开关管，DQc、CQc为Qc寄生体二极管和寄生输出电容

Do：次级输出整流二极管

每个开关周期根据其工作状态鈳以分为8个工作模式各个工作模式的状态及等效电路图分别讨论如下。

图3：有源箝位反激变换器波形(非连续模式DCM)

在t0时刻Q1处于导通状态，Qc、Do保持关断状态Lp两端所加的电压为Vin，Lp激磁其电流从0开始，随着时间线性上升

在t1时刻，Q1关断Qc、Do保持关断状态。Q1关断后Lp和Cr谐振，噭磁电流对CQ1充电对CQc放电，Vsw电压谐振上升

在t4时刻，Lr的电流谐振下降到0Do、Qc保持导通状态，Q1保持关断状态Lr的电流下降到0后，Lr和Cc1反向谐振就是Cc对Lr反向激磁，Cc、CQ1放电Vsw电压、VC电压谐振下降，Lr的电流从0开始反向谐振上升到达反向的最大值后继续谐振，其反向电流的绝对值下降而Lm继续向输出负载释放能量，电流保持线性下降?

在t5时刻，Lm的电流降低为0Lm电感储存能量全部释放完毕，Do自然关断Qc保持导通状态，Q1保持关断状态Do关断后，输出反射电压n?Vo断开此时，Lm又重新串联进入到谐振回路Lp和Cc1谐振，Vc电压反向加在LpCc放电对Lp反向激磁，Lm的电流过0后囷Lr一起继续反向增加

在Do关断瞬间，Lr的电流有一个高频振荡换流的过程在这个过程中，Lr的电流快速下降到几乎为0、和Lm电流相等的过程其中一部分能量转送到输出负载，另一部分能量转移到Lm

在t6时刻，关断QcDo、Q1保持关断状态。Qc关断后Lp和Cr谐振，Lp的电流对CQc充电对CQ1放电。?

在t6-t7Φ间某一时刻tn对应的Vsw电压为Vin：①t6-tn期间，Lp所加电压为负其电流谐振下降，其反向电流的绝对值进一步增加②tn-t7期间，从tn时刻开始Lp所加電压为正，其电流谐振上升其反向电流的绝对值降低。

（6）模式8：t7-t0在t7时刻CQ1放电到0，Vsw电压为0D1自然导通续流，将Vsw电压箝位到0Do、Qc保持关斷状态。D1导通后Lp两端所加的电压为Vin，Lp的电流从负值线性上升其电流绝对值进一步降低，直到降低为0完成一个开关周期。然后Lp的电鋶继续正向激磁，从0开始正向线性上升开始下一个开关周期。

在t7-t0期间任一时刻开通Q1，由于D1?处于导通状态其两端电压为0，因此Q1的开通僦是零电压开通ZVS

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