用于筆記本電腦和便攜式電子設(shè)備的低輸入電壓電源適配器

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用于筆記本電腦和便攜式電子設(shè)備的低輸入電壓電源適配器

近幾年來(lái)，筆記本電腦和便攜式電子設(shè)備的發(fā)展促使電源變換領(lǐng)域一個(gè)新分支的形成。這個(gè)分支由低壓輸入、電池供電的Boot、Buck或極性轉(zhuǎn)換電源適配器組成。它的電路基本上集成在一個(gè)芯片中，所需的外部元件僅是一個(gè)電感、一個(gè)電容和一個(gè)二極管，再加上3~5個(gè)小電阻。
因?yàn)檫@些芯片的工作頻率為60~500kH，所以外接電容和電感都很小。這些芯片與常用PwM控制電路的不同之處在于其內(nèi)部具有主功率開(kāi)關(guān)晶體管。因?yàn)檫@些芯片是由電池供電的，所以輸出端和輸入端不需要隔離。從而節(jié)省了與輸出端電壓檢測(cè)和輸入端脈寬控制相關(guān)的元件（如光電禍合器脈沖變壓器和接地的輔助輸出電源）。
它的輸出功率范圍是05-100W這由生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的電路拓?fù)浼拜斎牒洼敵鲭妷旱囊鬀Q定。其效率可達(dá)80%-95%，從而減小了熱系統(tǒng)的體積，且對(duì)于輸出功率范圍很大的設(shè)備，可完全不用敢熱系統(tǒng)。對(duì)于生產(chǎn)廠家的不同產(chǎn)品，Bo電源適配器的輸入電壓范圍是3~60V，Buck電源適配器的是4~60V。

除了可用作由獨(dú)立電池供電的24V1A電源適配器外，這些裝置還可應(yīng)用于其他電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，例如分布式電源系統(tǒng)多路輸出隔離電源，且這種電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、研制周期短、成本相對(duì)較低。因此，可將傳統(tǒng)的隔離電源設(shè)計(jì)成次級(jí)具有+5V電壓和大電流的輸出。其他輔助電壓可通過(guò)兩種方法產(chǎn)生，具體使用哪種方法由輸出功率確定。當(dāng)需要較低功率的輔助輸出時(shí)，可將+5V電壓接到所需要的點(diǎn)，利用前面提到的Boot電源適配器將+5V升到所需的輸出值。 Boost電源適配器還可以將+5V輸入電壓轉(zhuǎn)換成負(fù)的輔助輸出電壓。當(dāng)需要較高功率的輔助輸出時(shí)，加入另一個(gè)約為+24V的輔助輸出并將它接到所需要的點(diǎn)，盡管這樣會(huì)使價(jià)格稍貴但效率顯著提高。再利用前面提到的Buck電源適配器芯片，將這一點(diǎn)的電壓降到所需的輔助輸出電壓。
與通過(guò)在主功率變壓器上增加輔助次級(jí)繞組來(lái)產(chǎn)生輔助輸出的傳統(tǒng)方法相比，這種方法可能不太經(jīng)濟(jì)，并且從功率損耗的角度看，其效率也較低，但可做成隔離的多路輸出電源這優(yōu)點(diǎn)彌補(bǔ)了其缺點(diǎn)，這將在下面詳細(xì)討論。

低輸入電壓芯片電源適配器供應(yīng)商
上面討論的芯片模塊主要由幾家美國(guó)制造商提供，典型代表是加利福尼亞 Milpitas市的凌特公司（ Linear Technology）和加利福尼亞 Sunnyvale市的美信公司（ Maxim Integrated Products）。下面將詳細(xì)介紹它們的產(chǎn)品。德州儀器（ Texas Instrument）和摩托羅拉（ Motorola）也生產(chǎn)了一些這方面的芯片，但在這里不做討論。
這里只討論芯片的應(yīng)用，需要時(shí)將介紹它們的內(nèi)部設(shè)計(jì)及其原理，所引用的基本資料來(lái)源于供應(yīng)商的目錄，該目錄中有很多產(chǎn)品，包括 Boost和Buck電源適配器及極性轉(zhuǎn)換電源適配器。這些設(shè)備具有可變輸入和可調(diào)輸出，或固定輸入和固定輸出（+5V輸人，+3。3V輸出），或可變輸入和固定輸出（從+8~+40V輸入降到常用的+5V、+12V或+15V輸出）。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)可以把這些設(shè)備組合起來(lái)，將1-4個(gè)1。5V電池串聯(lián)單元的低電壓進(jìn)行升壓。這些設(shè)備大多數(shù)是脈寬調(diào)制型芯片，具有的固定工作頻率從40kHz到500kHz。也有些設(shè)備的脈沖寬度固定，通過(guò)改變工作頻率來(lái)調(diào)節(jié)輸出。

電源適配器