ADPATOR電源原理講解ppt課件

1、ADPATORADPATOR原理講解原理講解 1 Adapter產(chǎn)品一般包括以下幾個(gè)部分(見圖一):EMI慮波器,橋式整流, ,PWM控制,變壓器,輸出整流,PFC控制部分,回授及光耦和電晶體等.1EMI filter:電磁干擾濾電磁干擾濾波波2交流電壓整流濾波交流電壓整流濾波3Boost線路線路.Transformer變壓器變壓器輸出電壓輸出電壓整流濾波整流濾波PFC IC 功率因素控功率因素控制制PWM IC 1振蕩頻率控制振蕩頻率控制2過電壓保護(hù)過電壓保護(hù)3過電流保護(hù)過電流保護(hù)4過溫度保護(hù)過溫度保護(hù)5短路保護(hù)短路保護(hù)MOSFET場(chǎng)效電晶體場(chǎng)效電晶體Photo coupler光電耦合器光電

2、耦合器1定電壓回路定電壓回路2過電壓保護(hù)回路過電壓保護(hù)回路3過電流保護(hù)回路過電流保護(hù)回路LINENEUTRALVO+GND-1以ADP-80EB AAD線路為例一.整流部分:(見圖二) 圖二 F1:Fuse安規(guī)元件:當(dāng)通過的電流達(dá)到一定值時(shí)它會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)熔斷. NTC1:負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻.約35歐,溫度越高電阻越小,溫度越低電阻越大.(剛通電時(shí)的開機(jī)瞬間,電流會(huì)很大),通過NTC1,可將inrush降到幾十個(gè)A,減小對(duì)電路的沖擊,而穩(wěn)定.則加AC時(shí)有一個(gè)100A的inrush電流(電源在工作後,T,NTC)在NTC上消耗的功率減小到很小. C1,C2:電容消除雜訊. FL1,2,CX1:E

3、MI,消除雜訊,CX1濾差模;同名FL慮差模,異名FL慮共模. R1,R2:當(dāng)輸入去掉之後,CX1上有電動(dòng)勢(shì),可通過R1,R2消耗掉.放電時(shí)間T=CX1*(R1+R2)=0.47u* (1M+1M)=0.94S. BD:整流橋. Q8,ZD3,R51,C19:當(dāng)開機(jī)後電流穩(wěn)定,在R51上提供電壓使得Q8導(dǎo)通,Q8導(dǎo)通後的DS兩端壓降很小,NTC兩端相當(dāng)于短路.這樣降低了Adapter本身消耗的能量,提高了效率. 該交流電(90V264V50Hz60Hz)通過F1,經(jīng)過FL1,FL2,CX1消除雜訊,EMI後,流向橋堆整流,橋堆整流後的信號(hào)送入BOOST線路得到高壓直流,再將高壓DC進(jìn)入方波切割

4、元件(mosFET)切成20K-200KHz的高電壓方波信號(hào),Then進(jìn)入變壓器初級(jí).我們來看一看BOOST線路:( 見圖三)圖三Ua=Ubd1-UUa=Ubd1+U 所謂BOOST線路:是把從橋堆出來的電壓通過電感.電晶體.二極體等元器件作用,讓整流電容上的電壓超過橋堆輸出電壓,這是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢?讓我們?nèi)タ纯瓷蠄D的等效電路:當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)電路等效電路如圖所示,由于Q1導(dǎo)通,L2上電壓左正右負(fù)電容C1上電壓為Uc1=Udb1-U.當(dāng)Q2關(guān)斷時(shí)由于電感的作用,電壓電壓反向右正左負(fù),電容上的電壓為Uc1=Udb1+U.所以該電路有升壓作用. 二: PFC部分. (1) 在了解該部分控制電路之前,讓我

5、們先了解PFC IC,該控制功能可由L6561D或TDA4862擔(dān)任,現(xiàn)以L6561D為例來講解.(見圖四)圖四Pin1:一般保持在2.5V左右,當(dāng)輸入電壓高于一定值時(shí)(即使得輸出電流達(dá)到40uA時(shí)),由Over-Voltage Detection檢測(cè)到,由邊緣觸發(fā)器控制,當(dāng)電壓降到一定值時(shí),再開啟此觸發(fā)器,該電壓經(jīng)過誤差放大後與Pin2電壓合成後與Pin3取樣的電壓波形相乘,再送入內(nèi)部比較器的一腳. Pin2:該腳的電壓與差放輸出電壓合成後送乘法器,由于有外部作用,一般近似看成直流電壓.Pin3:一般取樣于橋堆後的電壓.Pin4:該腳外接腳56pF的電容,在外電路的作用下在該腳得到一周期性鋸

6、齒波,該波形與乘法器後的波形通過比較器後的波形對(duì)比(見圖五). 圖五Pin5:外部電壓從該腳輸入經(jīng)過比較器輸出一控制信號(hào)控制切除輸出脈沖的高電平. Pin6:GND.Pin7:OUTPin8:Vcc (2)下面讓我們來看一看該IC在電路中的連接以及其外部電路.(見圖六) 圖六 IC2 Pin7出來的控制信號(hào)經(jīng)過R31與 R30和D9送Q2G極控制BOOST線路.Aux power通過C18慮高頻雜訊,並由C14存儲(chǔ)電荷提供穩(wěn)定的Vcc給IC2 Pin8,其中的R4為C14與C18的放電回路.L2:B與L2:A為互感線圈,由它給ICPin5提供零電壓檢測(cè).IC2Pin4與56pF的C12構(gòu)成振蕩

7、電路控制輸出.IC2Pin1取樣于C1電壓,但其基本保持2.5V左右.該端可是C1電壓調(diào)節(jié)取樣端,由它與IC2Pin2共同決定乘法器的一端的電壓.乘法器的另一端由橋堆輸出取樣從IC2Pin3輸入.IC2Pin6為GND.(3)再讓我們看一看AUX POWER與IC2 Pin8的接口電路,由該電路給IC2供電.(見圖七)圖七 該電路的特點(diǎn)能降低空載消耗功率,當(dāng)空載時(shí)AUX POWER輸出電壓會(huì)低(比重載時(shí)),ZD1不能動(dòng)作,Q5不通,所以Q7不通,所以 AUX POWER不能傳遞到IC2,IC2不工作以此省電.當(dāng)負(fù)載加重是時(shí),AUX POWER的輸出會(huì)升高,當(dāng)ZD1達(dá)到動(dòng)作時(shí)Q5導(dǎo)通,所以Q7導(dǎo)

8、通,所以AUX POWER能傳遞到I C2,IC2工作. (4) 再讓我們看一看升壓控制線路(見圖八)圖八 當(dāng)電壓正常時(shí),由于R35分壓大,使得D11導(dǎo)通,從而使得Q9B極為一高電壓平,所以Q9不導(dǎo)通,這時(shí)I2=0,I3=2.5/R26=I1,當(dāng)電壓一旦降低,由于R35分壓小,使得D11不導(dǎo)通,從而使得Q9B極為一較低電平,所以Q9導(dǎo)通,這時(shí): I2,2.5/R=I3+I2.因?yàn)镮2增大,而I1不變,所以I1減小,由于I1減小,所以C1電壓減小,所以C1電壓降低,所以IC1工作後,並且電路有相當(dāng)負(fù)載時(shí)才能啟動(dòng)IC2工作. 三. PWM脈寬調(diào)制部分 (1) 在了解該部分控制電路之前,讓我們先了解

9、PWM IC,該控制功能可由DAP008擔(dān)任,下面我們看一看該芯片:(見圖九)圖九Pin1:一般輸出一個(gè)1.1V左右的電平(1外部不接電阻時(shí))由外部的電容講它穩(wěn)定在1.1V左右.該腳的電壓可通過外接電阻改變.主要由它的電壓高低控制Skip cycle Comparator的門限電壓.Pin2:反饋腳,主要由它的電壓高低來決定Duty的大小以及Skip Cycle Mode 開始.Pin3:電流感應(yīng)腳,由它的斜率決定穩(wěn)定狀態(tài)的Duty大小.Pin4: GNDPin5:為Output,一般驅(qū)動(dòng)能力較弱.Pin6:該腳為IC提供工作電壓.要是一旦該腳電壓達(dá)到12.8V時(shí)就開始工作,並關(guān)閉HV只要工作

10、電壓提供高于4.9V,高壓?jiǎn)?dòng)電壓就有能再次提供進(jìn)IC.Pin7:為空腳. Pin8:(見圖十)由該腳給IC提供啟動(dòng)電壓.一旦啟動(dòng)工作,該腳即被關(guān)閉,只有當(dāng)Pin6電壓低于4.9V才再開啟該腳功能. 圖十該芯片有兩個(gè)重要的功能: 一:是Overload Operation; (見圖十一)圖十一 Operation是當(dāng)產(chǎn)品輸出短路時(shí),電壓低,Duty大,電能走失快,而AUX POWER又不能提供足夠的電能,所以C3上放電的的速度會(huì)很慢,這樣C3上的電壓從7.8V放到4.9V放到4.9V從新提供開啟電壓需要很長(zhǎng)時(shí)間,從12.8V降到7.8V的時(shí)間很短,這段時(shí)間是消耗能量的.而從7.8V降到4.9V

11、的時(shí)間很長(zhǎng),這段時(shí)間是不消耗能量的.所以實(shí)現(xiàn)了Overload Operation,露感的大小會(huì)導(dǎo)致短路保護(hù)的優(yōu)劣. Skipping Cycle mode Overload是當(dāng)而關(guān)斷輸出周期.由于恆流源向電容C9充電.負(fù)載為空載時(shí)輸出電壓高,而使FB腳輸出電壓稍低于1.1V,充電使得電壓慢慢高于1.1V時(shí)再輸出幾個(gè)周期的脈沖,再由于電容放電而使得電壓再低于1.1V在再關(guān)斷幾個(gè)周期.這樣降低了空載消耗量.達(dá)到省電的目的. 二:是Skipping Cycle mode Overload; (2) 讓我們來看一看該芯片的外圍電路,我們先看一看AUX POWER線路.(見圖十二) 當(dāng)負(fù)載上有電能供應(yīng)

12、時(shí).AUX POWER線圈上也會(huì)感應(yīng)出能量,將該能量充到C3上,再提供給IC1Pin6一個(gè)穩(wěn)定的電壓.R12限流電阻,可調(diào)節(jié)AUX POWER電壓的高低,D5整流管,限制反向損失電能C21,C6消除雜訊,ZD4穩(wěn)壓,C7濾波.(露感大會(huì)導(dǎo)致短路保護(hù)不良.)圖十二 (3)R59的作用是調(diào)節(jié)Pin1電壓,C10的作用是穩(wěn)定Pin1的輸出電壓.它們共同作用下,來調(diào)節(jié)Skip Cycle的起始值. 圖十三(4) R5,R6,R15,R39構(gòu)成了初調(diào)電路,也稱高壓補(bǔ)償電路,它的存在使得輸入無論高壓還是低壓,IC1Pin3的電壓都比較穩(wěn)定.(5) Q6,D4構(gòu)成的緩沖電路,主要是提高驅(qū)動(dòng)能力和加速導(dǎo)通與截

13、止之間的轉(zhuǎn)換速度,增強(qiáng)線型度.降低消耗量.(6) Pin7為空腳.(7) Pin2為反饋腳主要作用有以下:1,接Latch線路,作保護(hù)之用;2,接光耦,作CV用,當(dāng)產(chǎn)品下常工作時(shí),通過光耦反饋,調(diào)節(jié)Duty從而控制電壓的變化,當(dāng)電路異常時(shí),Latch線路將Pin2電壓拉到1.1V以下,從而使Pin5無輸出,實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能. (8) 下面讓我們看一看Latch線路: (見圖十四) 圖十四 Q11與Q10形成對(duì)管鎖,當(dāng)有其中之一導(dǎo)通,那兩個(gè)就一都會(huì)進(jìn)入導(dǎo)通模式,並且銷定該狀態(tài).由于導(dǎo)通時(shí)Vce的電壓小于1.1V,所以IC1Pin2的電壓也會(huì)拉到1.1v以下,從而關(guān)閉IC1的輸出,那什麼時(shí)候才能使Q1

14、1與Q10其中之一導(dǎo)通呢?只要在Q10的給一低電壓或在Q11的基給一較高電壓都可使線路陷入Latch而關(guān)閉輸出,達(dá)到保護(hù)目的,再看一看初級(jí)OVP電路,它的主要目的是保護(hù)C1電容,若C1電容電壓超高那ZD5動(dòng)作,Q41導(dǎo)通.Q10基極電壓被拉低而陷入Latch,從而OVP功能,再扯一看OTP電路,若NTC1溫度過高,NTC1電阻下降,Q11基極得到一較高電壓,從而使電路陷入Latch實(shí)現(xiàn)OTP功能,當(dāng)IC5導(dǎo)通時(shí)Q11基極電壓也會(huì)提升,從而陷入Latch實(shí)現(xiàn)次級(jí)OVP與OCP功能,具體是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢?那讓我們先扯一看回授電路部分. 四: 回授部分電路:(見圖十五) 圖十五 IC71內(nèi)部有兩個(gè)比較

15、器並且Pin3輸入極內(nèi)部有一2.5v的穩(wěn)壓管,能將Pin3電壓穩(wěn)定在2.5V. 先看一看CV電路:當(dāng)輸出電壓發(fā)生變化時(shí),即V0變化時(shí)R24與R73的分壓也發(fā)生變化當(dāng)分壓高于2.5V時(shí)輸出一低電平,當(dāng)高于2.5V時(shí)輸出一高電平,從而改變了V0與Pin1的電勢(shì)差,達(dá)到改變流經(jīng)光耦的電流的目的. 再讓我們看一看OVP電路:當(dāng)輸出電壓失控時(shí)V0會(huì)升得很高,從而使ZD61動(dòng)作,IC5光耦導(dǎo)通,使Q11基極電壓提升而Latch電路動(dòng)作實(shí)現(xiàn)OVP功能. 最後讓我們看一看OCP電路:從Pin3的穩(wěn)定的2.5V電壓經(jīng)過R83,R78分壓後也是一個(gè)穩(wěn)定的電壓值,它作為比較器的一個(gè)輸入奔馳是一基準(zhǔn)電壓,而比較器的另一端的電來源于電流取樣電阻R57,因?yàn)橐坏┹d電流過大,R57上的電流也會(huì)增大,以至于它上的電壓也