浅谈开关电源适配器原理及使用

电子设备离不开电源适配器。电源适配器供给电子设备所需要的能量。电源适配器的性能、质量直接影响着电子设备的安全可靠运行，故此对电子设备电源适配器性能、质量的要求也越来越高。现有的电源适配器主要有两大类：串联线性稳压电源适配器(简称线性电源适配器)和开关稳压电源适配器(简称电源适配器)。这两类电源适配器各具特色而被广泛应用。

电源适配器的作用是将家里的220伏高电压转换成这些电子产品能工作的5伏至20伏左右稳定的低电压，使他们能正常工作,一般由外壳、变压器、电感、电容、控制IC、PCB板等元器件组成，它的工作原理由交流输入转换为直流输出;按连接方式可分为插墙式适配器和桌面式适配器。电源适配器常见于手机、液晶显示器和笔记本电脑等小型电子产品上。一般由外壳、电源变压器和整流电路组成，按其输出类型可分为交流输出型和直流输出型;按连接方式可分为插墙式和桌面式。广泛配套于电话子母机、游戏机、语言复读机、随身听、笔记本电脑、蜂窝电话等设备中。

开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路构成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。

交流输入回路包含电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路电路;CN1为交流电源插座，F1(T3A250V)为3A,250V交流保险丝，RT1(471)为压敏电阻，具备防雷功能：当有雷击，导致高压经电网导入电源时当加在压敏电阻两边的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1会烧毁保护后级电路。RT2(471)为负温度系数热敏电阻，在开机瞬间，电容器对电源几乎呈短路状态，其干扰电流非常大，导致变压器过载。

串联上NTC热敏电阻，这种在开机瞬间，电容器的充电电流便受到NTC元件的限制。开机15S后，NTC元件升温相对稳定，其上的分压也慢慢降至0点几V。这种小的压降，可视此元件在完成软启动功能后为短接状态，不会干扰电器的正常运行。

线性电源适配器的结构与特点

线性电源适配器通常都是由电网所提供的交流电，经过变压、整流、滤波和稳压环节而得到。其各个部分电路的作用如下：

①电源适配器变压器——将220V电网电压转换为整流电路所需要的交流电压值，而少部分电路采用电容降压，如遥控电风扇电路。

②整流电路——将交流电压转换为脉动直流电压。常用的整流电路有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路。

③滤波电路——将脉动直流电压转换成较为平滑的直流电压。线性电源适配器中常用的滤波电路有电感滤波、电容滤波和阻容滤波，其中最常用的是电容滤波。

④稳压电路——将直流电源适配器的输出电压稳定，基本不受电网电压或负载的影响。在线性电源适配器中常用的稳压电路有二极管稳压、串联稳压。其中，串联稳压有现成的集成电路，如固定电压输出的集成电路有LM78××，LM79××等，可调电压输出的集成电路有LM317和LM337等。

4个功能模块的线性稳压电源适配器

线性电源适配器的优点是稳定性好、瞬态响应速度快、可靠性高、输出电压精度高和输出纹波电压小;缺点是工作频率低，所采用的工频变压器、滤波器的体积和重量都较大。调整管工作在线性状态，功耗大、效率低，需要加装散热器。

选择开关电源适配器应该注意哪些事项呢?

开关电源适配器一般用于稳压和整流而使用的电源设备，其在酒店、办公楼、写字楼等大型场所和正常居民楼等人流聚集场所等使用广泛，那么作为开发商或者是物业、管理机构来说，选择开关电源适配器应该注意哪些事项呢?

首先应该注意选择开关电源适配器的输入电压规格，对于商用楼一般耗电量较大，对于输入电源电压也较高，因此再选择开关电源适配器要注意选择负载能力较大的，以免造成一定的安全事故或者是断电等问题;其次选择合适的功率，现在的输出功率一般根据不同场所需求也有所不同，原则要求需要选择场所需要电源功率130%以上的开关电源适配器;第三考虑其负载量，现在的开关电源适配器有多种负载方式，比如马达负载、电灯泡负载等，选择时要注意其场所使用的电源负载量，并选择在开机瞬间负载量满足场所使用的最大负载量，同时要防止忽然停机后造成的电压倒灌等问题;第四应该考虑其工作环境时开关电源适配器的温度，温度造成过载或者是挺急的情况时有发生，因此在场所选择开关电源适配器前要注意配电房的温度和实际选择电压的负载量;第五就是要重视其包含的功能，对于保护功能一般要注意过电压的保护，以免造成开机瞬间电压负荷引起的安全事故。对于温度的保护也能保证开关电源适配器的正常使用，防止造成火灾和电机烧坏等事故。过负载保护也是为了满足现在场所忽然过载或者是超负荷造成开关电源适配器烧毁或者是电压倒灌造成的事故。

恒功率限制保护法

恒定输入功率限制保护法是目前国际上比较通用的开关电源适配器输出保护技术之一，这种方法的保护原理在于通过限制最大传输功率来保护原边电路。但是在反激变换器中，这种技术几乎不能保护副边输出元件。例如在不连续反激变换器中，原边峰值电流已经受到限制，也就是给出了限制的传递功率。当负载电阻减少、负载超过它的限定值时，输出电压开始下降。正是因为规定输入和相应输出的电压电流乘积，当输出电压开始下降时，输出电流将会上升。在短路时，副边电流将会变得很大，在开关电源中消耗全部的功率。这种形式的功率限制一般只作为某些限制补充形式，如副边限流这种补充限制的电路中。

反激超功率限制保护法

反击超功率保护法目前在国内的适配器研发和厂家生产过程中应用比较广泛，这种保护技术是上速形式的一种扩展，在这种形式中有一个电路来监视原边电流和副边电压，在输出电压降低时减少功率。通过这种方法，当负载电阻下降时使输出电流减小，防止副边元器件受到过强的应力损害，其缺点是用于非线性负载时会发生锁定现象。