3包括整流桥和滤波电容，交流电压先通过整流桥整流，然后再经过滤波 电容进行滤波，将交流电压转换成平滑直流电压后输出；第一开关6在频率调制控制单元4 输出的高频脉冲作用下对直流电压进行斩波，得到直流脉冲电压；直流脉冲电压经变压单 元5进行变压，第二开关8在同步整流控制单元7输出的高频脉冲作用下对变压单元5输出 的直流脉冲电压进行同步整流，第二滤波单元9对经同步整流后的电信号进行滤波处理， 直流脉冲电压经过变压、同步整流、滤波处理后由输出接口 10输出到负载。
[0037] 图2为本实用新型一个实施例的电源适配器结构示意图，如图2所示，在本实施 例中，频率调制控制单元4包括频率调制控制器40及周边电路，频率调制控制器40采用 TEA18362T;同步整理控制单元7包括同步整流控制器70及周边电路，同步整流控制器70 采用TEA1761T;同步整流控制器70的电源引脚VCC通过一电阻连接至变压单元次级绕组 51的第一端。本电源适配器还包括辅助绕组11，辅助绕组11与初级绕组50互感；频率调 制控制器40的电源引脚VCC与辅助绕组11的第一端相连接，在电源引脚VCC与辅助绕组 11之间连接有串联的电阻R7和二极管D4 ;辅助绕组11的第二端连接接地电位；辅助绕组 11的第一端与初级绕组50的第二端互为同名端；初级绕组50的第二端与次级绕组51的 第一端互为同名端。
[0038] 在本实施例中，第一开关6采用为常闭型GaN晶体管Ql，可以是共源共栅的常闭型 晶体管，也可以是增强型的常闭型晶体管；第一开关6的漏极与变压单元初级绕组50的第 二端相连接；第一开关6的源极通过一电阻R12连接接地电位；第一开关6的的栅极作为第 一开关6的控制端与频率调制控制器40的栅极驱动输出引脚GATE相连接；在频率调制控 制器40的栅极驱动输出引脚GATE与第一开关6的控制端之间连接有并联的电阻R8和二 极管D5。
[0039] 在本实施例中，第二开关8为常闭型GaN晶体管Q2,第二开关8的漏极与变压单 元次级绕组51的第二端相连接；第二开关8的源极连接接地电位；第二开关8的栅极作为 第二开关8的控制端通过一电阻R19与同步整流控制器70的栅极驱动输出引脚GATE相连 接。
[0040] 本实用新型中第一开关6和第二开关8可以采用GaN半导体开关元件或SiC半 导体开关元件或CoolMOS半导体开关元件中的任意一种来取代传统硅功率晶体管，在本 具体实施例中，第一开关6和第二开关8均采用GaN半导体开关元件中的常闭型GaN晶体 管，下面以GaN半导体开关元件为例，对本实用新型做进一步说明，SiC半导体开关元件或CooIMOS半导体开关元件具有与GaN半导体开关元件相类似的功能，不再赘述。
[0041]GaN半导体开关元件具有导通电阻小、导通功率损失小、导通速度快的特性，在工 作时产热小，可以不需要散热片；另一方面，又因为GaN半导体开关元件的导通速度快，热 损小，使用较高的开关频率也不会造成散热问题，而由公式（1)可知，高开关频率可以减小 变压器的体积，公式（1)如下：（以铁氧化体磁芯为例）
【主权项】
1. 一种电源适配器，包括：输入接口、第一滤波单元、整流滤波单元、频率调制控制单 元、变压单元、第一开关、同步整流控制单元、第二开关、第二滤波单元、输出接口； 所述输入接口连接滤波单元的输入端； 所述滤波单元的输出端连接整流滤波单元的输入端； 所述变压单元包括初级绕组和次级绕组； 所述变压单元初级绕组的第一端与整流滤波单元的输出端相连、第二端通过第一开关 与接地电位连接； 所述变压单元次级绕组的第一端通过第二滤波单元与输出接口连接、第二端通过第二 开关与接地电位连接； 所述第一开关的控制端连接频率调制控制单元； 所述第二开关的控制端连接同步整流控制单元； 所述第一开关、第二开关采用GaN半导体开关元件或SiC半导体开关元件或CoolMOS 半导体开关元件。
2. 根据权利要求1所述一种电源适配器，其特征在于：所述第一开关为常闭型GaN晶 体管，所述第一开关的漏极与所述变压单元初级绕组的第二端相连接；所述第一开关的源 极通过一电阻连接接地电位；所述第一开关的的栅极作为第一开关的控制端连接所述频率 调制控制单元。
3. 根据权利要求1所述一种电源适配器，其特征在于：所述第二开关为常闭型GaN晶 体管，所述第二开关的漏极与所述变压单元次级绕组的第二端相连接；所述第二开关的源 极连接接地电位；所述第二开关的的栅极作为第二开关的控制端连接所述同步整流控制单 JL〇
4. 根据权利要求1或2或3所述一种电源适配器，其特征在于：还包括辅助绕组，所述 辅助绕组与所述初级绕组互感； 所述频率调制控制单元包括频率调制控制器； 所述辅助绕组的第一端与所述频率调制控制器的电源引脚相连接、第二端连接接地电 位； 在所述辅助绕组的第一端与所述频率调制控制器的电源引脚之间连接有串联的电阻 和二极管； 所述频率调制控制器的栅极驱动输出引脚连接至所述第一开关的控制端； 在所述频率调制控制器的栅极驱动输出引脚与所述第一开关的控制端之间连接有并 联的电阻和二极管。
5. 根据权利要求1或2或3所述一种电源适配器，其特征在于： 所述同步整流控制单元包括同步整流控制器， 所述同步整流控制器的电源引脚通过一电阻连接至所述变压单元次级绕组的第一 端； 所述同步整流控制器的栅极驱动输出引脚与所述第二开关的控制端相连接； 在所述同步整流控制器的栅极驱动输出引脚与所述第二开关的控制端之间连接有一 电阻。
6. 根据权利要求1或2或3所述一种电源适配器，其特征在于：所述变压单元初级绕
【专利摘要】本实用新型提供了一种电源适配器，包括：输入接口、第一滤波单元、整流滤波单元、频率调制控制单元、变压单元、第一开关、同步整流控制单元、第二开关、第二滤波单元、输出接口；输入接口连接滤波单元的输入端；滤波单元的输出端连接整流滤波单元的输入端；变压单元包括初级绕组和次级绕组；变压单元初级绕组的第一端与整流滤波单元的输出端相连、第二端通过第一开关与接地电位连接；变压单元次级绕组的第一端通过第二滤波单元与输出接口连接、第二端通过第二开关与接地电位连接；第一开关的控制端连接频率调制控制单元；第二开关的控制端连接同步整流控制单元；第一开关、第二开关采用GaN半导体开关元件或SiC半导体开关元件或CoolMOS半导体开关元件。本实用新型可以实现电源适配器的小型化和高效率。
【IPC分类】H02M3-335, H02M7-217
【公开号】CN204578387
【申请号】CN201520256234
【发明人】夏鹏昆, 董斌, 于洪宇, 林杰, 程齐家, 蒋苓利, 刘宗岱
【申请人】南方科技大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月24日