用于筆記本電腦和便攜式電子設備的低輸入電壓電源適配器

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用于筆記本電腦和便攜式電子設備的低輸入電壓電源適配器

近幾年來，筆記本電腦和便攜式電子設備的發展促使電源變換領域一個新分支的形成。這個分支由低壓輸入、電池供電的Boot、Buck或極性轉換電源適配器組成。它的電路基本上集成在一個芯片中，所需的外部元件僅是一個電感、一個電容和一個二極管，再加上3~5個小電阻。
因為這些芯片的工作頻率為60~500kH，所以外接電容和電感都很小。這些芯片與常用PwM控制電路的不同之處在于其內部具有主功率開關晶體管。因為這些芯片是由電池供電的，所以輸出端和輸入端不需要隔離。從而節省了與輸出端電壓檢測和輸入端脈寬控制相關的元件（如光電禍合器脈沖變壓器和接地的輔助輸出電源）。
它的輸出功率范圍是05-100W這由生產廠家產品的電路拓撲及輸入和輸出電壓的要求決定。其效率可達80%-95%，從而減小了熱系統的體積，且對于輸出功率范圍很大的設備，可完全不用敢熱系統。對于生產廠家的不同產品，Bo電源適配器的輸入電壓范圍是3~60V，Buck電源適配器的是4~60V。

除了可用作由獨立電池供電的24V1A電源適配器外，這些裝置還可應用于其他電源系統設計中，例如分布式電源系統多路輸出隔離電源，且這種電路設計簡單、研制周期短、成本相對較低。因此，可將傳統的隔離電源設計成次級具有+5V電壓和大電流的輸出。其他輔助電壓可通過兩種方法產生，具體使用哪種方法由輸出功率確定。當需要較低功率的輔助輸出時，可將+5V電壓接到所需要的點，利用前面提到的Boot電源適配器將+5V升到所需的輸出值。 Boost電源適配器還可以將+5V輸入電壓轉換成負的輔助輸出電壓。當需要較高功率的輔助輸出時，加入另一個約為+24V的輔助輸出并將它接到所需要的點，盡管這樣會使價格稍貴但效率顯著提高。再利用前面提到的Buck電源適配器芯片，將這一點的電壓降到所需的輔助輸出電壓。
與通過在主功率變壓器上增加輔助次級繞組來產生輔助輸出的傳統方法相比，這種方法可能不太經濟，并且從功率損耗的角度看，其效率也較低，但可做成隔離的多路輸出電源這優點彌補了其缺點，這將在下面詳細討論。

低輸入電壓芯片電源適配器供應商
上面討論的芯片模塊主要由幾家美國制造商提供，典型代表是加利福尼亞 Milpitas市的凌特公司（ Linear Technology）和加利福尼亞 Sunnyvale市的美信公司（ Maxim Integrated Products）。下面將詳細介紹它們的產品。德州儀器（ Texas Instrument）和摩托羅拉（ Motorola）也生產了一些這方面的芯片，但在這里不做討論。
這里只討論芯片的應用，需要時將介紹它們的內部設計及其原理，所引用的基本資料來源于供應商的目錄，該目錄中有很多產品，包括 Boost和Buck電源適配器及極性轉換電源適配器。這些設備具有可變輸入和可調輸出，或固定輸入和固定輸出（+5V輸人，+3。3V輸出），或可變輸入和固定輸出（從+8~+40V輸入降到常用的+5V、+12V或+15V輸出）。通過合理的設計可以把這些設備組合起來，將1-4個1。5V電池串聯單元的低電壓進行升壓。這些設備大多數是脈寬調制型芯片，具有的固定工作頻率從40kHz到500kHz。也有些設備的脈沖寬度固定，通過改變工作頻率來調節輸出。

電源適配器