大功率開關(guān)電源適配器現(xiàn)狀_特點及其發(fā)展方向

東莞市玖琪實業(yè)有限公司專業(yè)生產(chǎn)研發(fā)大功率電源適配器，有需要的朋友歡迎來咨詢。

便攜式電子設(shè)備，如：筆記本、液晶電視、數(shù)碼相機、掌上媒體中心以及工業(yè)自動測試設(shè)備等，其內(nèi)部往往由電池組直接供電。為了能夠使用工頻交流電源進(jìn)行工作或為其內(nèi)部電池組充電，必須要有一個AC/DC轉(zhuǎn)換裝置，這就是開關(guān)電源適配器。如圖1.1所示。

圖1.1開關(guān)電源適配器示意圖

電源適配器的輸出電壓一般只有十幾伏（要根據(jù)機內(nèi)電池組電壓確定)，輸出功率較小，只有幾瓦到幾十瓦。為了使其具有全球通用性，開關(guān)電源適配器通常都具有較寬的輸入電壓范圍（85VAC—275VAC)。開關(guān)電源適配器與普通開關(guān)電源的較大區(qū)別就在于：它沒有使用鼠籠式金屬外殼，而是出于安全因素采用了全封閉朔料外殼。因此，在同等功率條件開關(guān)電源適配器的散熱更加困難，如何提高效率，減少發(fā)熱量是開關(guān)電源適配器設(shè)計的難點所在。

1.2開關(guān)電源適配器的現(xiàn)狀及其發(fā)展方向
開關(guān)電源適配器正在發(fā)生很大的變化，目前手機適配器的體積己經(jīng)比1995年減小了 70%, 60W以上的開關(guān)電源適配器的體積也即將減小一半。開關(guān)電源適配器體積能減小的主要原因在于：
1、單片集成開關(guān)電源芯片的使用，提高了適配器的器件安裝密度。
2、髙壓大功率縱向M0S管的導(dǎo)通電阻顯著降低以及同步整流技術(shù)的使用，提高了開關(guān)電源適配器的效率，有效地消除了以前適配器為散熱需求而保留的空間。現(xiàn)在高壓大功率縱向MOS管的導(dǎo)通電阻已降為原來的四分之一，100V同步整流二極管的導(dǎo)通電阻也降到7mQ。開關(guān)電源適配器的效率顯著提高，由過去的80%提髙至現(xiàn)在的85—88%。
3、開關(guān)頻率進(jìn)一步提高，有效地降低了磁芯變壓器的體積和濾波電容的容量。同時三重絕緣線的使用也可以是適配器的磁芯變壓器的體積減小15%。
現(xiàn)在開關(guān)頻率己經(jīng)由較初的20K—45K,提高到現(xiàn)在的135K,并且進(jìn)一步向200K—500K發(fā)展。
4、新技術(shù)的出現(xiàn)有效的降低了開關(guān)電源適配的體積和重M。例如：現(xiàn)在正在使用和發(fā)展的模擬諧振技術(shù)。
隨著大功率電源適配器的大量使用，空載功耗和待機功耗已經(jīng)成了電網(wǎng)中不可忽視的能量損失。如何消除這些功耗，節(jié)約能源已成人們的共識。
綠色電源的基本要求為：
1、在滿負(fù)載的條件下，輸出功率應(yīng)高于80%。
2、在待機模式下，其輸入功率要小于1W。
3、在空載條件下，輸入功率要低于0.7W。
從2001年7月起，美國就規(guī)定政府機構(gòu)不得購買待機功耗超過1W的電器產(chǎn)品?？梢姶蠊β?strong>電源適配器低待機功耗己成為基本要求，這也是適配器設(shè)計工程師必須面臨的挑戰(zhàn)。

綠色電源設(shè)計過程中使用的新技術(shù)主要有：
1、微功耗啟動技術(shù)：起動電路損耗在電源轉(zhuǎn)換器空載待機損耗中占很高的比例，現(xiàn)在開關(guān)電源控制器的啟動電流一般都不超過4011A,遠(yuǎn)低于過去的1mA,有效地提高了適配器的效率。
2、軟啟動技術(shù)：軟啟動技術(shù)就是在開關(guān)電源啟動的10mS內(nèi)，限制PWM控制器的輸出脈沖寬度，使其按一定的速率線性增加，軟啟動技術(shù)有效地降低了開關(guān)電源在啟&時的瞬態(tài)功耗，減小功率開關(guān)管在電源啟動時所受的沖擊，增加了開關(guān)電源的可靠性。同時也抑制開關(guān)電源在啟動時的電磁干擾。
3、降頻技術(shù):當(dāng)開關(guān)電源負(fù)載非常小，以至于當(dāng)占空比較小時（6 <1. 5%)其輸出功率仍然大于負(fù)載所消耗的能量，通常要采用降頻技術(shù)來進(jìn)一步降低占空比，從而進(jìn)一步降低開關(guān)電源空載及待機損耗?，F(xiàn)在降頻技術(shù)主要有三種，分別為：脈沖跳過模式（pulse skipping)、突變模式（burst mode)以及非導(dǎo)通時間調(diào)制模式（offtime modulation)。
脈沖跳過技術(shù)的特點是：當(dāng)負(fù)載降低時，驅(qū)動功率開關(guān)管的部分脈沖將被屏蔽（即跳過）降低了開關(guān)頻率，減小了高頻開關(guān)時的功率損耗。缺點在于這種降頻方式會造成輸出電壓的突降或突升。
突變模式的特點是：控制電路根據(jù)輸出電壓變化來調(diào)整開關(guān)脈沖的寬度,當(dāng)負(fù)載下降到一定程度時，控制電路維持原有寬度，轉(zhuǎn)而跳過部分脈沖，通過增加屏蔽周期的長度達(dá)到降低損耗的目的。缺點在于低頻干擾會和屏蔽周期一起出現(xiàn)。而且負(fù)載的突然改變也會造成輸出電壓的突升或突降。
非導(dǎo)通時間調(diào)制技術(shù)的特點是：當(dāng)負(fù)載改變時，開關(guān)頻率將連續(xù)降低或增加，當(dāng)適配器低負(fù)載或空載時這種周期連續(xù)的改變不僅可以降低能量損失，還可以避免前兩種方法中輸出電壓突開或突降的問題?，F(xiàn)在便攜式電了-設(shè)備功能越來越強大，導(dǎo)致它的功率消耗也越來越多。
尤其是筆id本電腦功率的進(jìn)一步增加以及工業(yè)現(xiàn)場測試設(shè)備功率的不斷增加，都導(dǎo)致市場對120W及120W以上的開關(guān)大功率電源適配器的需求日益強勁。然而現(xiàn)在的開關(guān)電源適配技術(shù)并不能滿足新一代適配器發(fā)展的要求，因此大功率己成為新一代開關(guān)電源適配器研究的熱點問題。

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| 發(fā)布時間：2017.10.07 來源：電源適配器生產(chǎn)廠家

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