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電源適配器磁放大器后級調節器

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電源適配器磁放大器后級調節器

24V1A電源適配器磁放大器在應用中已經成為一個專業術語，但是準確地說，它在電源適配器電路中的作用相當于飽和電抗器（即磁性開關）。事實上，電源適配器磁放大器主要控制主功率繞組的交流電流，而用于控制的各輔繞組上只流過很小的電流。在半導體元件應用之前，電源適配器磁放大器有著廣泛的應用，只是本文中不對此進行探討。

在前面充電器生產商討論了電源適配器多輸出推挽和正激變換器。兩種電源適配器拓撲中反饋電路都是接到主輸出（一般是最大電流輸出或5V電壓輸出）的。當電網電壓或者負載變化時，反饋電路保持主輸出電壓的恒定。
在功率變壓器上增加繞組可以得到不同的輔輸出，輔輸出電壓大小與其繞組的匝數成正比。這些輔輸出開環工作，其導通時間受主輸出反饋環控制這樣主輸出電壓恒定，但是輔輸出繞組的導通時間與輔輸出電流和電壓無關。

當線電壓變化時，輔輸出和主輸出都能自動調整，但輔輸出對主輸出負載變化或輔輸出本身負載變化，都不能很好地調整。由主輸出負載的變化引起輔輸出電壓改變的現象稱為交叉影響。當主輸出電流變化最大時，輔輸出的電壓變化可能高達±8%。
如果電源適配器主輸出和輔輸出的輸出電感都工作在連續模式下，則由輔輸出負載改變引起的輔輸出電壓波動可以不考慮。如果主輸出或者任何一個輔輸出電感工作在不連續模式下，則該電源適配器輔輸出的波動可能達到50%。
提示：如果采用耦合輸出線圈（繞在同一磁心上的多路副邊繞組之一），電路可以得到更好的交叉調節，并使得電流變化范圍更寬。
如果電源適配器輸出電感值選得很大，就會使輸出電感工作在連續模式下，但是過大的輸出電感，會在負載突變時使輸出電壓有較嚴重的瞬態過程。
處于開環狀態的輔輸出電壓不能精確控制，其誤差只能控制到額定值的百分之幾。
輸出電壓設定精度由磁心上單匝線圈的電壓伏數確定。由于初級繞組和次級繞組的匝數都只能是整數，所以輸出電壓只能粗調。由法拉第定律可知，每伏數與開關頻率成正比，所以頻率越高，輔輸出電壓精確程度越低。

這種只有主輸出能對網壓和負載變化進行自動調節，而輔輸出對于主輸出或自身負載變化的穩壓性能不理想的多輸出變換器拓撲已經不再廣泛使用了。
通常，主輸出（一般為5V）向主邏輯電路供電，這些邏輯電路的供電電源要求不受網壓和負載的影響。輔輸出一般向磁碟機及磁帶機中的電動機供電，這類負載性能不受供電電壓波動影響，一般偏離1~2V都沒問題。例如電動機，電壓的輕微波動只對它的加速時間有輕微影響。各種線性電路，供電電壓的變化只對其內部有輕微影響。

但仍有一些應用場合要求輔輸出必須很精確而且穩壓性能要好，對于網壓和負載的變化其調整精度應在1%之內。目前，當需要精確穩定的輔輸出時，一般采用多加一級穩壓電路的方法對輔輸出再次穩壓。當輸出電流小于1.5A時采用線性穩壓器，當輸出電流大于1.5A時采用Buck電路。
這些方案的優缺點后面將會介紹。一種更好的解決方案是磁放大后級調節技術，它的原理很簡單。它采用現有技術及先進磁性材料和簡單電路。它的應用在7年前異軍突起，并迅速被整個工業界采用。

線性調整器和Buck后級調整器
電流小于1.5A時最好使用線性調整器作為后級調整輸出。1.5A的輸出限制是因為考慮了成本和損耗。
TO220是市場上可買到的輸出電流小于1.5A的線性調整器，價格大約為50美分。工作時除了一個小濾波電容外不再需要其他外部器件。通常這類芯片需要2V（最壞的情況下該值為3v）的輸人／輸出電壓差或稱為壓差裕量。因此，當輸出電流為1.0A，電壓差為3V時，器件內部消耗的功率為3.0W。
T066和TO3是能承受更高電流的線性調整器，但是過高的結溫需要散熱器，同時過大的內部損耗會導致電源整體效率下降，通常它們不用于電流高于1.0A的場合。
電源適配器具有0.5V和1.0V輸人／輸出電壓差的線性調整器也已經研制成功，不過電源適配器價格是相當高的。
當電流大于1.5A或3.0A時，一般使用Buek調節電路作為后級調節器，變壓器次級電壓通常比設定輸出值高4V，然后通過Bwk電路降壓，得到要求的輸出電壓。
這種方法比線性整流器的效率要高很多，不過也要貴很多，而且使用的元件比線性整流器多，占用空間大。另外，電源適配器Buck電路的開關管工作頻率不同于主開關管頻率，也帶來RF問題并可能與主開關管頻率發生互擾問題。

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| 發布時間：2019.02.15    來源：電源適配器廠家
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