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        1. 穩壓電源適配器介紹

          2021.03.04
          電子設備離不開電源適配器。 電源適配器提供電子設備所需的能量,這決定了電源適配器在電子設備中的重要性。 電源適配器的好壞直接影響到電子設備的工作可靠性,因此電子設備對電源適配器的要求也越來越高。 現有的電源適配器主要由兩大類組成:線性穩壓電源適配器(簡稱線性電源適配器)和開關穩壓電源適配器(簡稱電源適配器)。 這兩種類型的電源適配器因其獨特的特性而被廣泛使用。 線性電源適配器

          線性電源適配器的組成框圖如圖所示。



          圖 線性電源適配器框圖

          線性電源適配器一般由變壓、整流、濾波和穩壓四部分組成。

          變壓器-將交流電網電壓轉換為所需的交流電壓。變換過程通常由變壓器完成,也有的用電容器降壓。

          整流——將交流電壓轉換為直流電壓。整流電路通常有半波整流電路、全波整流電路、橋式整流電路等,比較常用的是橋式整流電路。

          濾波——濾除整流得到的脈動直流(大小有規律的變化)中的交流成分。常用的濾波電路有電容濾波電路、電感濾波電路和阻容濾波電路。
          穩壓——穩定濾波電路輸出的直流電壓,即使輸出直流電壓不隨電網電壓和負載變化而變化。穩壓功能可由穩壓二極管、DC/DC轉換器、串聯穩壓電路等完成。
          線性電源適配器的優點是穩定性好、可靠性高、輸出電壓精度高、輸出紋波電壓低。它的缺點是需要使用工頻變壓器和濾波器。它們的重量和體積都很大,調節管的功耗也很大,大大降低了電源適配器的效率。一般情況下,電源適配器的效率不會超過50%。但其優異的輸出特性,使其廣泛應用于對電源適配器性能要求較高的場合。
          電源適配器

          電源適配器因其控制裝置工作在ON和OFF狀態而得名。其本質是通過改變電路中控制器件的導通時間來改變輸出電壓的大小,以達到保持輸出電壓穩定的目的電源適配器原理圖及輸入輸出波形如圖所示圖中。

          電源適配器原理圖及圖中輸入輸出波形圖,Ui為整流后的不穩定直流電壓; Uo 是斬波輸出電壓; S為開關控制裝置; RL 是負載; T為開關周期; Ton 是開關閉合時間是導通時間; Toff是關斷時間,關斷時間。
          與線性電源適配器相比,電源適配器可以滿足現代電子設備的要求。電源適配器自20世紀中葉發明以來,以其突出的優勢廣泛應用于計算機、通信、航空航天、辦公和電氣設備中,很有可能取代線性電源適配器。

          電源適配器具有以下特點。
          1.高效。
          電源適配器的調節管工作在開關??狀態,可以通過改變調節管的導通與截止時間的比值來改變輸出電壓的大小。當調節管飽和導通時,雖然有大電流流過,但飽和管壓降很??;當調節管斷開時,管子會承受更高的電壓,但流過調節管的電流基本為零??梢钥闯?,調節管工作在開關??狀態下的功耗很小。因此,電源適配器的效率比較高,一般可達65%~90%。

          2、體積小、重量輕。
          由于調節管的功耗小,散熱器也可以相應減少。而且電源適配器還可以去掉50Hz的工頻變壓器,開關頻率通常在幾十千赫茲,所以濾波電感和電容的容量可以大大降低。因此,電源適配器在體積和重量上都比同等功率的線性電源適配器小很多。
          3、對電網電壓要求低。
          由于電源適配器的輸出電壓與穩壓管的開通與關斷時間之比有關,而輸入直流電壓的幅值變化對其影響不大,因此,允許電網電壓。一般線性穩壓電路允許電網電壓波動±10%,而開關穩壓電路在電網電壓140-260V,電網頻率變化±4%時仍能正常工作。

          4、調節管的控制電路比較復雜。
          為了使調節管工作在開關??狀態,需要增加控制電路。調節管輸出的脈沖波形需要經過LC濾波后才能送到輸出端。因此,與線性電源適配器相比,其結構更復雜,調試也更麻煩。

          5. 輸出電壓中的大紋波和噪聲成分。
          調節管工作在開關??狀態,會產生尖峰干擾和諧波信號。經過整流濾波后,輸出電壓中的紋波和噪聲成分仍然比線性電源適配器大。
          未來開關電源適配器的發展,除了繼續保持現有優勢外,主要是采用新技術、新工藝措施來克服自身的一些不足。
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