聯(lián)系我們

ATX電源適配器與開關(guān)電源適配器的關(guān)系

網(wǎng)站首頁(yè) » 新聞 » 行業(yè)動(dòng)態(tài) » ATX電源適配器與開關(guān)電源適配器的關(guān)系

ATX電源適配器與開關(guān)電源適配器的關(guān)系

    ATX電源適配器是一種開關(guān)電源適配器(與開關(guān)電源適配器對(duì)應(yīng)的是線性電源適配器)。顯然,ATX電源適配器只是眾多開關(guān)電源適配器中很小的一個(gè)子類——它專門被設(shè)計(jì)為為臺(tái)式計(jì)算機(jī)主板供電。在現(xiàn)代社會(huì)中,開關(guān)電源適配器被廣泛使用(它包括但不僅限于ATX電源適配器)。事實(shí)上,無(wú)論是在現(xiàn)代辦公設(shè)備,還是在家用設(shè)備中,開關(guān)電源適配器都無(wú)處不在。
    作為線性電源適配器的替代者,開關(guān)電源適配器擁有許多線性電源適配器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。工作在(磁芯)截止區(qū)與飽和區(qū)之間的高頻開關(guān)變壓器具有低能耗的特點(diǎn),這直接減輕了電源適配器自身的散熱壓力,其體積也可小型化。

開關(guān)電源適配器有4種結(jié)構(gòu)(拓?fù)洌鐖D所示。

ATX電源適配器為一種開關(guān)電源適配器,其中的“開關(guān)電源適配器”主要有兩層含義。

    第一層含義指它是一種由開關(guān)控制輸出的電源適配器,PSON就是ATX電源適配器的開關(guān)。對(duì)比來(lái)說(shuō),的確有這樣的電源適配器,其輸出是不經(jīng)開關(guān)控制的。這樣的電源適配器既沒(méi)有如臺(tái)燈開關(guān)一樣的機(jī)械開關(guān),也沒(méi)有如ATX電源適配器PSON一樣的邏輯電平開關(guān),只要將電源適配器接入交流市電220V,就能夠在其輸出一側(cè)得到正常的目標(biāo)電壓,例如,手機(jī)充電器、電動(dòng)車充電器、LCD液晶顯示器內(nèi)部電源適配器板逆變器一體板上的低壓電源適配器。
    第二層含義指它屬于電源適配器分類中的開關(guān)電源適配器子類。這揭示了ATX在AC/DC的換能過(guò)程的根本電學(xué)原理,是最為科學(xué)的命名。在最典型的由TL494+LM339為核心的ATX電源適配器中,其輔助電源適配器部分屬于反激拓?fù)?,其主電源適配器部分屬于半橋拓?fù)?。反激拓?fù)溟_關(guān)電源適配器的輸出功率在0~150W之間。正激拓?fù)溟_關(guān)電源適配器的輸出功率在50~500W之間。半橋拓?fù)溟_關(guān)電源適配器的輸出功率在100~1000W之間。全橋拓?fù)溟_關(guān)電源適配器的輸出功率在500W以上。
    ATX電源適配器作為開關(guān)電源適配器,其根本功能是完成AC/DC的電能轉(zhuǎn)換。
    交流市電220V首先經(jīng)過(guò)交流輸入及整流濾波電路轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔埽ㄕ骱蟮玫?10V直流電壓),這個(gè)直流電的電壓會(huì)在開關(guān)管的控制下以脈沖直流電流的形式間斷而又連續(xù)地流經(jīng)開關(guān)變壓器的初級(jí)繞組。
    在脈沖直流電流流經(jīng)開關(guān)變壓器的初級(jí)繞組的過(guò)程中,開關(guān)管處于打開狀態(tài)。這個(gè)過(guò)程就是交流市電220V的電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能并儲(chǔ)存在開關(guān)變壓器磁芯中的過(guò)程(磁芯充能)。接下來(lái),開關(guān)變壓器還應(yīng)該通過(guò)其次級(jí)線圈,將磁芯中的磁場(chǎng)能傳遞出去(磁芯釋放電能),經(jīng)低壓側(cè)整流、濾波儲(chǔ)能等過(guò)程后,最終輸出到ATX電源適配器的輸出端子。
    在整個(gè)能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中,開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間有一個(gè)上限,它并不會(huì)(也不能)無(wú)限制導(dǎo)通(更不用說(shuō)始終處于短路的極限情況),其理由是顯而易見的。對(duì)于開關(guān)變壓器的磁芯而言,在開關(guān)管導(dǎo)通后,開關(guān)變壓器的磁芯通過(guò)初級(jí)線圈流經(jīng)的脈沖直流電進(jìn)行充能,但磁芯所能容納的磁場(chǎng)能也是有限度的。一旦超出了磁芯本身儲(chǔ)能的能力,最直接的結(jié)果就是此刻的開關(guān)變壓器的初級(jí)線圈對(duì)流經(jīng)其自身的電流已經(jīng)沒(méi)有了阻礙的作用(此刻的初級(jí)線圈已經(jīng)等價(jià)于普通直導(dǎo)線)。如果在此刻的臨界狀態(tài)下開關(guān)管無(wú)法被關(guān)閉(如開關(guān)管自身短路),就意味著于310V直流電壓會(huì)經(jīng)開關(guān)管及變壓器的初級(jí)線圈后直接回到整流全橋的負(fù)極。這相當(dāng)于用導(dǎo)線直接將整流全橋的正負(fù)極輸出短路,后果不言自明。
    實(shí)際上,香港電源適配器會(huì)根據(jù)其輸出端子處實(shí)際輸出的直流電壓的高低(反饋),主動(dòng)地控制開關(guān)管導(dǎo)通一段時(shí)間后再去關(guān)閉開關(guān)管。我們可以把開關(guān)管從開始導(dǎo)通到被關(guān)閉之間的這段時(shí)間稱為“開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間”,記為TON。可見,“開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間”的時(shí)長(zhǎng)必須是可控的。
    可以想象,對(duì)于同一個(gè)ATX電源適配器而言,在低負(fù)荷和高負(fù)荷時(shí)的開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間一定是不一樣的。在由低負(fù)荷轉(zhuǎn)為高負(fù)荷時(shí),開關(guān)管應(yīng)該導(dǎo)通更長(zhǎng)的時(shí)間,以便將更多的電能輸送至后級(jí)電路。否則,輸入電能的速度跟不上負(fù)載消耗電能的速度,將會(huì)造成輸出端子的實(shí)際輸出電壓有下降的趨勢(shì),反之亦然(實(shí)際輸出電壓升高)。這個(gè)過(guò)程其實(shí)就是ATX電源適配器的穩(wěn)壓過(guò)程。
    綜上所述,開關(guān)電源適配器中的開關(guān)管實(shí)際上是“先打開,再關(guān)閉,再打開,再關(guān)閉”的往復(fù)循環(huán)、周而復(fù)始的工作模式。這種工作模式被稱為“振蕩”。

    我們?cè)诓殚?a target="_blank" href="http://m.viagratodaybest.com/ProductView.asp?ID=1854">筆記本電源適配器有關(guān)的資料時(shí)常??梢砸姷健捌鹫瘛钡淖謽印T陂_關(guān)電源適配器領(lǐng)域,起振的本質(zhì)含義是指開關(guān)管已經(jīng)處于“先打開,再關(guān)閉,再打開,再關(guān)閉”往復(fù)循環(huán)工作模式。開關(guān)管起振,是開關(guān)電源適配器能夠正常工作的必要條件。
    我們還可以進(jìn)一步把開關(guān)管從開始被關(guān)閉到下一次被打開之間的這段時(shí)間定義為“開關(guān)管關(guān)閉時(shí)間”,記為TOFF。
    那么,在開關(guān)管的一個(gè)振蕩周期中,所經(jīng)歷的時(shí)間總長(zhǎng)應(yīng)為TON+TOFF。開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間與整個(gè)周期TON+TOFF的比值稱為開關(guān)管的“占空比”。而所謂的脈寬調(diào)制(PWM),就是指通過(guò)具有PWM功能的芯片,主動(dòng)調(diào)整TON的長(zhǎng)短,以適應(yīng)負(fù)載的變化。
    對(duì)一個(gè)具體的ATX電源適配器而言,開關(guān)管的振蕩周期是相對(duì)固定的,它更多的是在設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)被確定好了。在單位時(shí)間(1s)內(nèi)的振蕩次數(shù),就是開關(guān)電源適配器的頻率。頻率與振蕩周期是互為倒數(shù)的關(guān)系。
    ATX電源適配器主回路的它激振蕩源的頻率一般為幾十千赫。對(duì)于單開關(guān)管的ATX電源適配器而言,單開關(guān)管的振蕩頻率與它激振蕩源的頻率相同,對(duì)于雙開關(guān)管(二者輪流交替導(dǎo)通)的ATX電源適配器而言,雙開關(guān)管中每一個(gè)開關(guān)管的振蕩頻率為它激振蕩源頻率的1/2。ATX電源適配器的它激振蕩源的頻率參數(shù)的具體高低更多是屬于電源適配器設(shè)計(jì)人員需要考慮的范圍,對(duì)于維修人員的意義不大。
    在前面的內(nèi)容中,我們已經(jīng)初步介紹了ATX電源適配器與開關(guān)電源適配器之間的關(guān)系,接下來(lái),我們介紹ATX電源適配器的具體分類。相信對(duì)于從事或愛好電源適配器維修的讀者而言,“雙管半橋”、“單管正激”、“雙管正激”、“主動(dòng)PFC”、“被動(dòng)PFC”、“同步整流”等專業(yè)術(shù)語(yǔ)并不陌生。其中的“雙管半橋”、“單管正激”、“雙管正激”這三個(gè)術(shù)語(yǔ)是屬于開關(guān)電源適配器領(lǐng)域的概念?!爸鲃?dòng)PFC”、“被動(dòng)PFC”則是屬于功率因數(shù)領(lǐng)域的概念。而“同步整流”則是屬于整流領(lǐng)域的概念?!爸鲃?dòng)PFC”、“被動(dòng)PFC”、“同步整流”三種技術(shù),都是為開關(guān)電源適配器服務(wù)的技術(shù)。
    在開關(guān)電源適配器(包括但不僅限于ATX電源適配器)發(fā)展的歷史過(guò)程中,人們一直在致力于開發(fā)更便宜、更穩(wěn)定的開關(guān)電源適配器?!半p管半橋”拓?fù)涞腁TX電源適配器是當(dāng)前最便宜、最成熟的臺(tái)式計(jì)算機(jī)電源適配器,它至今仍占據(jù)著中低端ATX電源適配器市場(chǎng)的不少份額。但是,隨著板卡的發(fā)展,對(duì)ATX電源適配器也提出了更高的換能要求?!半p管半橋”拓?fù)涞膿Q能能力,已經(jīng)逐漸跟不上板卡的耗能需求。因此,ATX電源適配器研發(fā)人員努力地完善“單管正激”和“雙管正激”拓?fù)浼夹g(shù),在保證其穩(wěn)定性的同時(shí)將其成本控制得更為合理,使其逐步取代“雙管半橋”。
    我們無(wú)法從“雙管半橋”、“單管正激”、“雙管正激”中選擇一個(gè)所謂最好的ATX電源適配器拓?fù)浞桨?。這實(shí)際上是一個(gè)偽命題,一切都需要從實(shí)際需要出發(fā)。這是因?yàn)樵诰唧w選擇ATX電源適配器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí),要將負(fù)載的耗電需求與成本這兩個(gè)因素綜合起來(lái)考慮。對(duì)于小功率需要而言,最為成熟穩(wěn)定的“雙管半橋”拓?fù)涫且粋€(gè)很好的選擇。只有在中大功率需要的時(shí)候,才更傾向于選擇“單管正激”或“雙管正激”。

電源適配器

電源適配器可以充電嗎
13.2W電源適配器原理圖講解
高頻開關(guān)電源
充電器的組成
USB充電器的電路保護(hù)方案


文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系刪除。
| 發(fā)布時(shí)間:2019.05.07    來(lái)源:電源適配器廠家
上一個(gè):穩(wěn)壓電路下一個(gè):電源適配器簡(jiǎn)介

東莞市玖琪實(shí)業(yè)有限公司專業(yè)生產(chǎn):電源適配器、充電器、LED驅(qū)動(dòng)電源、車載充電器、開關(guān)電源等....