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電源適配器的分類

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電源適配器的分類

電源適配器的類型很多，而且可以按不同的方法來分類。
按開關控制器件的連接方式分類，電源適配器可分為串聯型和并聯型。

1．串聯型電源適配器
串聯型電源適配器如圖所示。

圖串聯型電源適配器示意圖

串聯型電源適配器的開關控制器件和脈沖變壓器串聯在輸入電路和負載之間。這種電源適配器具有帶負載能力強、開關管尖峰電壓低、元器件少等優點，缺點是不能多路輸出整機所需的直流電壓，且串聯型電源適配器底板帶電，不方便安裝接口電路。因此，應用范圍遠不如并聯型電源適配器。

2．并聯型電源適配器
并聯型電源適配器如圖所示。
并聯型電源適配器的開關器件與輸入電壓和輸出電壓并聯，通過不同的脈沖變壓器二次繞組抽頭，產生多組不同的直流電壓輸出，以滿足不同的電壓要求，圖中的光電耦合器有的電路采用，有的電路不采用。


并聯型電源適配器具有如下優點。
①能向負載電路提供多組直流電壓，這不但簡化了行輸出級電路，而且降低了行輸出變壓器的故障率。
②由于開關變壓器的一、二次側是完全隔離的，整機電路與電源適配器不共地，提高了安全性，而且方便安裝接口電路。
③穩壓范圍寬，只要略微改變一下開關脈沖的占空比，便能輸出不同的穩定電壓。
但是，并聯型電源適配器也存在不少缺點。
①開關管截止時，其開關管集電極承受的最高峰值電壓為Ui+Uo，開關管飽和時二次側整流管承受的最高峰值電壓也為Ui+Uo，所以對電源適配器開關管及開關變壓器二次側所接的整流管的耐壓要求較高。
②負載發生短路時，開關變壓器各繞組呈現低阻，這有可能導致開關管因開啟損耗大而損壞。
③開關管飽和時開關變壓器儲存能量，開關管截止時開關變壓器向負載釋放能量，所以要求開關變壓器的電感量要足夠大，才能滿足負載在一個周期內所需要的能量。
④在開關管飽和期間，開關管集電極電流幾乎是線性增長的，開關管基極電流隨著電容的充電而逐漸下降。為了保證截止前瞬間仍能飽和，正反饋脈沖電壓必須達到規定值，否則在開關管飽和后期，開關管會因激勵不足而損壞。
正因為并聯型電源適配器存在這些缺點，所以并聯型電源適配器除了由啟動電路、振蕩形成電路、誤差取樣放大電路和脈寬調節電路組成的常規電路外，為了保證電源適配器和負載電路可靠的工作，還設置許多附屬電路。例如，為防止開關管因開啟損耗大或關斷損耗大而損壞，設置了開關管恒流激勵電路；為了防止負載短路使開關管因過流損壞，設置了開關管過流保護電路；為了防止開關管和負載元器件因過壓損壞，設置了過壓保護電路；為了防止開關管因二次擊穿損壞，設置了尖峰吸收電路；為了防止市電電壓過低，使開關管因開啟損耗大而損壞，設置了欠壓保護電路。這些附屬電路的加入使電源適配器電路工作的安全性及可靠性大大提高，但同時也使電路的結構更加復雜，元器件數量大大增多，從而導致檢修難度加大。

按激勵脈沖產生方式分
不管何種電源適配器，開關管必須工作在開關狀態，所以開關管基極所加的激勵電壓是脈沖電壓。按激勵脈沖的產生分類，有自激式和他激式兩種。
1．自激式電源適配器
自激式電源適配器利用電源適配器電路中的開關管、高頻開關變壓器構成正反饋環路，來完成自激振蕩，使開關穩壓電源適配器有直流電壓輸出。由于自激式電源適配器的開關管兼作振蕩管，不專設振蕩器，也無專門的振蕩啟動電路，電路較簡單。

2．他激式電源適配器
他激式電源適配器電路的開關管不參與激勵脈沖的振蕩過程，必須附加有振蕩啟動電路和振蕩器，振蕩器產生開關脈沖，來控制電源適配器中開關管的導通與截止，讓電源適配器電路開關工作而有直流輸出電壓。他激勵脈沖的振蕩電路產生，可用分立元器件，也可用集成電路。由于采用分立元器件的振蕩器，電路比較復雜，因此一般都采用集成電路，整體電路比較簡潔，而且功能比較強，能夠完成振蕩、自動穩壓、過流和過壓保護等功能。相對于自激式電源適配器，他激式電源適配器電路較復雜。
不管采用何種激勵方式，都要有足夠的驅動功率，比如在開關管飽和期間，要求有足夠大的基極電流，以維持開關管的飽和導通，這時基極電流應滿足Ib＞Icp/β（Icp為開關管集電極的峰值電流）的條件，否則開關管就會因激勵不足而不能完全飽和，壓降增大，功耗增大，開關管過熱，容易造成損壞；而在開關管由飽和變為截止時，基極必須加反向電壓，形成足夠大的基極反向抽出電流，使開關管急劇地截止，以縮短開關管截止轉換時間，減小其關斷損耗。

按穩壓控制方式分
一般電源適配器都要經過穩壓措施，來保證電源適配器輸出端電壓的穩定，否則當市電電壓或負載電流發生變化時，將導致輸出端電壓發生變化。穩壓控制電路最終是通過控制開關管的導通時間來實現穩壓控制的。按穩壓控制方式分，電源適配器可分為脈沖調寬式、脈沖調頻式、脈沖調頻調寬式3種。
通過計算可以得出輸出電壓Uo的計算公式。

由式可知，改變Ton或T，就可以控制輸出直流電壓的大小。若只改變Ton而保持T不變，這種控制方法則稱為脈沖調寬式；若只改變T而保持Ton不變，這種控制方法則稱為脈沖調頻式；若同時改變Ton和T，這種控制方法則稱為脈沖調頻調寬式，在實際應用中，這種調制方式很少采用。

按軟開關方式分
軟開關技術是利用電容與電感諧振，使開關器件中的電流或電壓按正弦波或近似正弦波的形式變化。當電流過零時開關關斷，當電壓過零時開關導通，以此實現開關損耗為零。根據諧振的類型可分為電流諧振型、電壓諧振型、E類諧振型、準E類諧振型等。

按功率轉換電路分
電源適配器的功率轉換電路主要由開關管和高頻開關變壓器組成，它是實現變壓、變頻以及完成輸出電壓調整的執行部件，是電源適配器的核心。前面已講到有自激和他激兩種激勵方式，但每種激勵方式在電路結構上又是多樣的，又分為單端反激式（單管）、單端正激式（單管）、推挽式（雙管）、全橋式（四管）、半橋式（雙管）、振鈴式等。為便于理解，表列出了常見電源適配器的結構類型。

常見電源適配器的結構類型

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| 發布時間：2019.06.18    來源：電源適配器廠家
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