一種高效率電源適配器的製造方法
2023-06-19 22:06:11
一種高效率電源適配器的製造方法
【專利摘要】一種高效率電源適配器，由EMI濾波電路、整流濾波電路和DC/DC功率變換電路組成，其連接關係如附圖所示。EMI濾波電路是由電阻、電容和電感組成的低通濾波電路；整流濾波電路是由橋式整流器和電容組成的市電整流濾波電路；DC/DC功率變換電路由集成電路晶片LNK604DG、電阻、電容、穩壓二極體和開關變壓器組成。電源適配器的輸出電壓為5V，輸出電流為750mA，空載功耗＜30mW，在85～264V的全電壓輸入範圍內效率＞83%。其積極效果在於：電路簡單、成本低、體積小、重量輕、效率高、空載損耗小，輸入電壓範圍寬、保護功能完善。
【專利說明】一種高效率電源適配器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電源適配器【技術領域】，具體涉及一種高效率電源適配器。
【背景技術】
[0002]電源適配器被廣泛用於手機、數位相機、攝像機和PDA等高端可攜式設備電源電池的充電，以及為筆記本電腦、液晶顯示器、遊戲機和音視頻設備等消費電器提供低成本直流電源。為滿足在全球範圍內使用的需要，要求電源適配器的輸入電壓範圍為全球電壓的輸入範圍85?264V,在低功耗方面，由於電源適配器長時間處於空載待機模式,而且使用量巨大，由此帶來巨大的電能損耗，歐盟委員會制定了空載功耗< 30mW的五星級標準。在我國由於進入電源適配器行業的技術門檻低，且行業內沒有形成統一的標準，加之不少小型企業為了接單，以犧牲品質來換取低廉的價格，因此，市場上的電源適配器不僅價格相差懸殊，質量也是參差不齊，很多電源適配器的效率低，空載損耗大。
【發明內容】
[0003]為解決現有電源適配器的不足，本實用新型公開一種高效率電源適配器，該電源適配器採用集成電路晶片LNK604DG設計，輸出電壓為5V，輸出電流為750mA，空載功耗<30mW。電路簡單、成本低、體積小、重量輕、效率高、空載損耗小，輸入電壓範圍寬。具有過壓保護、欠壓鎖定、過流限制以及過熱切斷、開路保護等功能，可廣泛應用低電壓電源適配器領域。
[0004]為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:本實用新型由EMI濾波電路、整流濾波電路和DC/DC功率變換電路組成。EMI濾波電路的輸入端接交流市電電源，輸出端接整流濾波電路的輸入端，DC/DC功率變換電路的輸入端接整流濾波電路的輸出端，輸出端接負載。EMI濾波電路是由電阻RF1、電容Cl和共模電感LI組成的低通濾波電路。整流濾波電路是由橋式整流器BRl和電容C2組成的市電整流濾波電路。DC/DC功率變換電路由集成電路晶片LNK604DG、電阻Rl?R6、電容C3?C7、二極體Dl?D3、穩壓二極體D4和開關變壓器Tl組成。DC/DC功率變換電路的LNK604DG的D端接Dl正極與Tl初級繞組NI的2端的連接點，FB端接R2與R3 —端的連接點，BP端接C4正極與R4 —端的連接點，S端接整流濾波電路的輸出負端；D1負極接Rl與C3 —端的連接點，Rl、C3的另一端與NI的I端都接整流濾波電路的輸出正端，R4的另一端接D2負極與C5正極的連接點，D2正極、R2的另一端接Tl的輔助繞組N2的3端，C4負極、C5負極、R3的另一端和N2的4端都接接整流濾波電路的輸出負端，Tl的輸出繞組N3的5端接D3正極與R5 —端的連接點，R5的另一端與C7的一端相連接，C7的另一端、D3負極、C6正極和R6的一端相連接為DC/DC功率變換電路的輸出正端，即電源適配器的輸出正端，N3的6端、C6負極和D4正極相連接為DC/DC功率變換電路的輸出負端，即電源適配器的輸出負端。
[0005]本實用新型的積極效果在於:電路簡單、成本低、體積小、重量輕、效率高、空載損耗小，輸入電壓沮圍覽、保護功能完善。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型的方框圖。
[0007]圖2為本實用新型的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0008]如附圖1所示，本實用新型由EMI濾波電路、整流濾波電路和DC/DC功率變換電路組成。EMI濾波電路的輸入端接交流市電電源，輸出端接整流濾波電路的輸入端，DC/DC功率變換電路的輸入端接整流濾波電路的輸出端，輸出端接負載。
[0009]如附圖2所示。
[0010]EMI濾波電路是由電阻RF1、電容Cl和共模電感LI組成的低通濾波電路，可抑制市電電源與電源適配器之間的高頻電磁幹擾。其中Cl用於抑制串模幹擾信號，LI用於抑制共模幹擾信號。串接在市電輸入端的限流電阻RF1，具有市電輸入過流和抗浪湧的保護作用。
[0011 ] 整流濾波電路是由橋式整流器BRl和電容C2組成的市電整流濾波電路，對輸入的市電電壓進行整流濾波，將得到直流電壓為DC/DC功率變換電路供電。
[0012]DC/DC功率變換電路由集成電路晶片LNK604DG、電阻Rl?R6、電容C3?C7、二極體Dl?D3、穩壓二極體D4和開關變壓器Tl組成。LNK604DG的D端接Dl正極與Tl初級繞組NI的2端的連接點，FB端接R2與R3 —端的連接點，BP端接C4正極與R4 —端的連接點，S端接整流濾波電路的輸出負端；D1負極接Rl與C3 —端的連接點，Rl、C3的另一端與NI的I端都接整流濾波電路的輸出正端，R4的另一端接D2負極與C5正極的連接點，D2正極、R2的另一端接Tl的輔助繞組N2的3端，C4負極、C5負極、R3的另一端和N2的4端都接接整流濾波電路的輸出負端，Tl的輸出繞組N3的5端接D3正極與R5 —端的連接點，R5的另一端與C7的一端相連接，C7的另一端、D3負極、C6正極和R6的一端相連接為DC/DC功率變換電路的輸出正端，即電源適配器的輸出正端，N3的6端、C6負極和D4正極相連接為DC/DC功率變換電路的輸出負端，即電源適配器的輸出負端。
[0013]LNK604DG是一個內置700V功率M0SFET、開/關控制狀態機、自偏置高壓開關電流源、頻率抖動、逐周期電流限制及遲滯熱關斷電路的PWM控制器晶片。原邊控制，不用副邊光耦控制電路，可大大減少外部分離元件數目，簡化低功率CV/CC電源適配器的設計。具有過壓保護、欠壓鎖定、過流限制以及過熱切斷、開路保護等功能。
[0014]經整流濾波得到的直流高壓加到開關變壓器Tl初級繞組的I端，2端由LNK604DG晶片內部MOSFET開關電壓驅動。箝位電路由二極體Dl、電阻Rl和電容C3組成，能限制由漏感引起的電壓尖峰，阻止漏極高壓波形上的振鈴過高，防止輸出紋波電壓的增大。
[0015]N2、D2、C5、R4構成初級偏置供電電路，能量來自Tl的輔助繞組N2。電容C4對LNK604DG的BP引腳進行去耦，BP腳是內部控制器的供電引腳。在啟動期間與漏極弓I腳相連的內部高壓電流源將C4充電至約6V時LNK604DG進入開關狀態，供電電流再由初級偏置供電電路經R4提供，可使空載時輸入功率低於30mW，滿足歐盟委員會制定的空載功耗< 30mW的五星級標準，同時還能提高輕載時的效率。
[0016]輔助繞組N2的電壓用來間接地反映輸出電壓的高低，而無需使用次級側反饋元件。輔助繞組N2上的電壓與輸出電壓是成比例的，比例由輔助繞組N2與輸出繞組N3的匝數比決定。輸出電壓升高時，輔助繞組N2的反激電壓升高，FB反饋引腳電壓也升高。反饋引腳電壓升高時，LNK604DG會對開關頻率進行調節，以實現恆流輸出調節。
[0017]當在恆流調節模式下輸出電壓接近恆壓輸出電壓時，LNK604DG將切換到恆壓工作模式。此時開關頻率達到其最大值，控制器使用開/關狀態調節器調節，使其維持在恆壓輸出電壓。晶片每個周期用與反饋繞組連結的R2和R3在功率開關管關斷後2.5 μ S取樣。本實用新型將電阻R2和R3分別設計為36ΚΩ和7.5ΚΩ，電源適配器輸出電壓為5V，輸出電流為750mA。
[0018]一旦出現故障，例如在輸出短路或開環情況下，LNK604DG會進入相應的保護模式。熱關斷電路檢測結的溫度，閾值設置在142° C，並具備60° C的遲滯範圍。當結溫度超過閾值時，功率MOSFET開關被禁止，直到結溫度下降60° C，MOSFET才會重新使能。
[0019]本實用新型基於LNK604DG設計的電源適配器，在85?264V的全電壓輸入範圍內效率> 83%，空載時的損耗低於30mW，電路簡單、成本低，效率高，擁有廣闊的應用前景。
【權利要求】
1.一種高效率電源適配器，其特徵是:由EMI濾波電路、整流濾波電路和DC/DC功率變換電路組成；EMI濾波電路的輸入端接交流市電電源，輸出端接整流濾波電路的輸入端，DC/DC功率變換電路的輸入端接整流濾波電路的輸出端，輸出端接負載；EMI濾波電路是由電阻RF1、電容Cl和共模電感LI組成的低通濾波電路；整流濾波電路是由橋式整流器BRl和電容C2組成的市電整流濾波電路；DC/DC功率變換電路由集成電路晶片LNK604DG、電阻Rl?R6、電容C3?C7、二極體Dl?D3、穩壓二極體D4和開關變壓器Tl組成；DC/DC功率變換電路的LNK604DG的D端接Dl正極與Tl初級繞組NI的2端的連接點，FB端接R2與R3 —端的連接點，BP端接C4正極與R4 —端的連接點，S端接整流濾波電路的輸出負端；D1負極接Rl與C3 —端的連接點，R1、C3的另一端與NI的I端都接整流濾波電路的輸出正端，R4的另一端接D2負極與C5正極的連接點，D2正極、R2的另一端接Tl的輔助繞組N2的3端，C4負極、C5負極、R3的另一端和N2的4端都接接整流濾波電路的輸出負端，Tl的輸出繞組N3的5端接D3正極與R5 —端的連接點，R5的另一端與C7的一端相連接，C7的另一端、D3負極、C6正極和R6的一端相連接為DC/DC功率變換電路的輸出正端，即電源適配器的輸出正端，N3的6端、C6負極和D4正極相連接為DC/DC功率變換電路的輸出負端，即電源適配器的輸出負端。
2.根據權利要求1所述的一種高效率電源適配器，其特徵是:電阻R2和R3分別設計為36K Ω和7.5K Ω，電源適配器輸出電壓為5V，輸出電流為750mA。
【文檔編號】H02M7/04GK203967996SQ201420416475
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】張新安 申請人:湖南科技學院