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大功率开关电源适配器现状_特点及其发展方向

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大功率开关电源适配器现状_特点及其发展方向

东莞市玖琪实业有限公司专业生产研发大功率电源适配器,有需要的朋友欢迎来咨询。

1.1大功率电源适配器及其特点

便携式电子设备,如:笔记本、液晶电视、数码相机、掌上媒体中心以及工业自动测试设备等,其内部往往由电池组直接供电。为了能够使用工频交流电源进行工作或为其内部电池组充电,必须要有一个AC/DC转换装置,这就是开关电源适配器。如图1.1所示。


开关电源适配器示意图

图1.1开关电源适配器示意图


电源适配器的输出电压一般只有十几伏(要根据机内电池组电压确定),输出功率较小,只有几瓦到几十瓦。为了使其具有全球通用性,开关电源适配器通常都具有较宽的输入电压范围(85VAC—275VAC)。开关电源适配器与普通开关电源的最大区别就在于:它没有使用鼠笼式金属外壳,而是出于安全因素采用了全封闭朔料外壳。因此,在同等功率条件开关电源适配器的散热更加困难,如何提高效率,减少发热量是开关电源适配器设计的难点所在。

1.2开关电源适配器的现状及其发展方向
开关电源适配器正在发生很大的变化,目前手机适配器的体积己经比1995年减小了 70%, 60W以上的开关电源适配器的体积也即将减小一半。开关电源适配器体积能减小的主要原因在于:
1、 单片集成开关电源芯片的使用,提高了适配器的器件安装密度。
2、 髙压大功率纵向M0S管的导通电阻显著降低以及同步整流技术的使用,提高了开关电源适配器的效率,有效地消除了以前适配器为散热需求而保留的空间。现在高压大功率纵向MOS管的导通电阻已降为原来的四分之一,100V同步整流二�管的导通电阻也降到7mQ。开关电源适配器的效率显著提高,由过去的80%提髙至现在的85—88%。
3、 开关频率进一步提高,有效地降低了磁芯变压器的体积和滤波电容的容量。同时三重绝缘线的使用也可以是适配器的磁芯变压器的体积减小15%。 
现在开关频率己经由最初的20K—45K,提高到现在的135K,并且进一步向200K—500K发展。
4、 新技术的出现有效的降低了开关电源适配的体积和重M。例如:现在正在使用和发展的模拟谐振技术。
随着大功率电源适配器的大量使用,空载功耗和待机功耗已经成了电网中不可忽视的能量损失。如何消除这些功耗,*********************们的共识。
绿色电源的基本要求为:
1、 在满负载的条件下,输出功率应高于80%。
2、 在待机模式下,其输入功率要小于1W。
3、 在空载条件下,输入功率要低于0.7W。
从2001年7月起,美国就规定政府机构不得购买待机功耗超过1W的电器产品。可见大功率电源适配器低待机功耗己成为基本要求,这也是适配器设计工程师必须面临的挑战。

绿色电源设计过程中使用的新技术主要有:
1、 微功耗启动技术:起动电路损耗在电源转换器空载待机损耗中占很高的比例,现在开关电源控制器的启动电流一般都不超过4011A,远低于过去的1mA,有效地提高了适配器的效率。
2、 软启动技术:软启动技术就是在开关电源启动的10mS内,限制PWM控制器的输出脉冲宽度,使其按一定的速率线性增加,软启动技术有效地降低了开关电源在启&时的瞬态功耗,减小功率开关管在电源启动时所受的冲击,增加了开关电源的可靠性�同时也抑制开关电源在启动时的电磁干扰。
3、 降频技术:当开关电源负载非常小,以至于当占空比最小时(6 <1. 5%)其输出功率仍然大于负载所消耗的能量,通常要采用降频技术来进一步降低占空比,从而进一步降低开关电源空载及待机损耗。现在降频技术主要有三种,分别为:脉冲跳过模式(pulse skipping)、突变模式(burst mode)以及非导通时间调制模式(offtime modulation)。
脉冲跳过技术的特点是:当负载降低时,驱动功率开关管的部分脉冲将被屏蔽(即跳过)降低了开关频率,减小了高频开关时的功率损耗。缺点在于这种降频方式会造成输出电压的突降或突升。
突变模式的特点是:控制电路根据输出电压变化来调整开关脉冲的宽度,当负载下降到一定程度时,控制电路维持原有宽度,转而跳过部分脉冲,通过增加屏蔽周期的长度达到降低损耗的目的。缺点在于低频干扰会和屏蔽周期一起出现。而且负载的突然改变也会造成输出电压的突升或突降。
非导通时间调制技术的特点是:当负载改变时,开关频率将连续降低或增加,当适配器低负载或空载时这种周期连续的改变不仅可以降低能量损失,还可以避免前两种方法中输出电压突开或突降的问题。现在便携式电了-设备功能越来越强大,导致它的功率消耗也越来越多。 
尤其是笔id本电脑功率的进一步增加以及工业现场测试设备功率的不断增加,都导致市场对120W及120W以上的开关大功率电源适配器的需求日益强劲。然而现在的开关电源适配技术并不能满足新一代适配器发展的要求,因此大功率己成为新一代开关电源适配器研究的热点问题。

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| 发布时间:2017.10.07    来源:电源适配器生产厂家
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