一种高效率电源适配器的制造方法
【专利摘要】一种高效率电源适配器，由EMI滤波电路、整流滤波电路和DC/DC功率变换电路组成，其连接关系如附图所示。EMI滤波电路是由电阻、电容和电感组成的低通滤波电路；整流滤波电路是由桥式整流器和电容组成的市电整流滤波电路；DC/DC功率变换电路由集成电路芯片LNK604DG、电阻、电容、稳压二极管和开关变压器组成。电源适配器的输出电压为5V，输出电流为750mA，空载功耗＜30mW，在85～264V的全电压输入范围内效率＞83%。其积极效果在于：电路简单、成本低、体积小、重量轻、效率高、空载损耗小，输入电压范围宽、保护功能完善。
【专利说明】一种高效率电源适配器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电源适配器【技术领域】，具体涉及一种高效率电源适配器。
【背景技术】
[0002]电源适配器被广泛用于手机、数码相机、摄像机和PDA等高端便携式设备电源电池的充电，以及为笔记本电脑、液晶显示器、游戏机和音视频设备等消费电器提供低成本直流电源。为满足在全球范围内使用的需要，要求电源适配器的输入电压范围为全球电压的输入范围85?264V,在低功耗方面，由于电源适配器长时间处于空载待机模式,而且使用量巨大，由此带来巨大的电能损耗，欧盟委员会制定了空载功耗< 30mW的五星级标准。在我国由于进入电源适配器行业的技术门槛低，且行业内没有形成统一的标准，加之不少小型企业为了接单，以牺牲品质来换取低廉的价格，因此，市场上的电源适配器不仅价格相差悬殊，质量也是参差不齐，很多电源适配器的效率低，空载损耗大。
【发明内容】
[0003]为解决现有电源适配器的不足，本实用新型公开一种高效率电源适配器，该电源适配器采用集成电路芯片LNK604DG设计，输出电压为5V，输出电流为750mA，空载功耗<30mW。电路简单、成本低、体积小、重量轻、效率高、空载损耗小，输入电压范围宽。具有过压保护、欠压锁定、过流限制以及过热切断、开路保护等功能，可广泛应用低电压电源适配器领域。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:本实用新型由EMI滤波电路、整流滤波电路和DC/DC功率变换电路组成。EMI滤波电路的输入端接交流市电电源，输出端接整流滤波电路的输入端，DC/DC功率变换电路的输入端接整流滤波电路的输出端，输出端接负载。EMI滤波电路是由电阻RF1、电容Cl和共模电感LI组成的低通滤波电路。整流滤波电路是由桥式整流器BRl和电容C2组成的市电整流滤波电路。DC/DC功率变换电路由集成电路芯片LNK604DG、电阻Rl?R6、电容C3?C7、二极管Dl?D3、稳压二极管D4和开关变压器Tl组成。DC/DC功率变换电路的LNK604DG的D端接Dl正极与Tl初级绕组NI的2端的连接点，FB端接R2与R3 —端的连接点，BP端接C4正极与R4 —端的连接点，S端接整流滤波电路的输出负端；D1负极接Rl与C3 —端的连接点，Rl、C3的另一端与NI的I端都接整流滤波电路的输出正端，R4的另一端接D2负极与C5正极的连接点，D2正极、R2的另一端接Tl的辅助绕组N2的3端，C4负极、C5负极、R3的另一端和N2的4端都接接整流滤波电路的输出负端，Tl的输出绕组N3的5端接D3正极与R5 —端的连接点，R5的另一端与C7的一端相连接，C7的另一端、D3负极、C6正极和R6的一端相连接为DC/DC功率变换电路的输出正端，即电源适配器的输出正端，N3的6端、C6负极和D4正极相连接为DC/DC功率变换电路的输出负端，即电源适配器的输出负端。
[0005]本实用新型的积极效果在于:电路简单、成本低、体积小、重量轻、效率高、空载损耗小，输入电压沮围览、保护功能完善。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型的方框图。
[0007]图2为本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0008]如附图1所示，本实用新型由EMI滤波电路、整流滤波电路和DC/DC功率变换电路组成。EMI滤波电路的输入端接交流市电电源，输出端接整流滤波电路的输入端，DC/DC功率变换电路的输入端接整流滤波电路的输出端，输出端接负载。
[0009]如附图2所示。
[0010]EMI滤波电路是由电阻RF1、电容Cl和共模电感LI组成的低通滤波电路，可抑制市电电源与电源适配器之间的高频电磁干扰。其中Cl用于抑制串模干扰信号，LI用于抑制共模干扰信号。串接在市电输入端的限流电阻RF1，具有市电输入过流和抗浪涌的保护作用。
[0011 ] 整流滤波电路是由桥式整流器BRl和电容C2组成的市电整流滤波电路，对输入的市电电压进行整流滤波，将得到直流电压为DC/DC功率变换电路供电。
[0012]DC/DC功率变换电路由集成电路芯片LNK604DG、电阻Rl?R6、电容C3?C7、二极管Dl?D3、稳压二极管D4和开关变压器Tl组成。LNK604DG的D端接Dl正极与Tl初级绕组NI的2端的连接点，FB端接R2与R3 —端的连接点，BP端接C4正极与R4 —端的连接点，S端接整流滤波电路的输出负端；D1负极接Rl与C3 —端的连接点，Rl、C3的另一端与NI的I端都接整流滤波电路的输出正端，R4的另一端接D2负极与C5正极的连接点，D2正极、R2的另一端接Tl的辅助绕组N2的3端，C4负极、C5负极、R3的另一端和N2的4端都接接整流滤波电路的输出负端，Tl的输出绕组N3的5端接D3正极与R5 —端的连接点，R5的另一端与C7的一端相连接，C7的另一端、D3负极、C6正极和R6的一端相连接为DC/DC功率变换电路的输出正端，即电源适配器的输出正端，N3的6端、C6负极和D4正极相连接为DC/DC功率变换电路的输出负端，即电源适配器的输出负端。
[0013]LNK604DG是一个内置700V功率M0SFET、开/关控制状态机、自偏置高压开关电流源、频率抖动、逐周期电流限制及迟滞热关断电路的PWM控制器芯片。原边控制，不用副边光耦控制电路，可大大减少外部分离元件数目，简化低功率CV/CC电源适配器的设计。具有过压保护、欠压锁定、过流限制以及过热切断、开路保护等功能。
[0014]经整流滤波得到的直流高压加到开关变压器Tl初级绕组的I端，2端由LNK604DG芯片内部MOSFET开关电压驱动。箝位电路由二极管Dl、电阻Rl和电容C3组成，能限制由漏感引起的电压尖峰，阻止漏极高压波形上的振铃过高，防止输出纹波电压的增大。
[0015]N2、D2、C5、R4构成初级偏置供电电路，能量来自Tl的辅助绕组N2。电容C4对LNK604DG的BP引脚进行去耦，BP脚是内部控制器的供电引脚。在启动期间与漏极弓I脚相连的内部高压电流源将C4充电至约6V时LNK604DG进入开关状态，供电电流再由初级偏置供电电路经R4提供，可使空载时输入功率低于30mW，满足欧盟委员会制定的空载功耗< 30mW的五星级标准，同时还能提高轻载时的效率。
[0016]辅助绕组N2的电压用来间接地反映输出电压的高低，而无需使用次级侧反馈元件。辅助绕组N2上的电压与输出电压是成比例的，比例由辅助绕组N2与输出绕组N3的匝数比决定。输出电压升高时，辅助绕组N2的反激电压升高，FB反馈引脚电压也升高。反馈引脚电压升高时，LNK604DG会对开关频率进行调节，以实现恒流输出调节。
[0017]当在恒流调节模式下输出电压接近恒压输出电压时，LNK604DG将切换到恒压工作模式。此时开关频率达到其最大值，控制器使用开/关状态调节器调节，使其维持在恒压输出电压。芯片每个周期用与反馈绕组链接的R2和R3在功率开关管关断后2.5 μ S取样。本实用新型将电阻R2和R3分别设计为36ΚΩ和7.5ΚΩ，电源适配器输出电压为5V，输出电流为750mA。
[0018]一旦出现故障，例如在输出短路或开环情况下，LNK604DG会进入相应的保护模式。热关断电路检测结的温度，阈值设置在142° C，并具备60° C的迟滞范围。当结温度超过阈值时，功率MOSFET开关被禁止，直到结温度下降60° C，MOSFET才会重新使能。
[0019]本实用新型基于LNK604DG设计的电源适配器，在85?264V的全电压输入范围内效率> 83%，空载时的损耗低于30mW，电路简单、成本低，效率高，拥有广阔的应用前景。
【权利要求】
1.一种高效率电源适配器，其特征是:由EMI滤波电路、整流滤波电路和DC/DC功率变换电路组成；EMI滤波电路的输入端接交流市电电源，输出端接整流滤波电路的输入端，DC/DC功率变换电路的输入端接整流滤波电路的输出端，输出端接负载；EMI滤波电路是由电阻RF1、电容Cl和共模电感LI组成的低通滤波电路；整流滤波电路是由桥式整流器BRl和电容C2组成的市电整流滤波电路；DC/DC功率变换电路由集成电路芯片LNK604DG、电阻Rl?R6、电容C3?C7、二极管Dl?D3、稳压二极管D4和开关变压器Tl组成；DC/DC功率变换电路的LNK604DG的D端接Dl正极与Tl初级绕组NI的2端的连接点，FB端接R2与R3 —端的连接点，BP端接C4正极与R4 —端的连接点，S端接整流滤波电路的输出负端；D1负极接Rl与C3 —端的连接点，R1、C3的另一端与NI的I端都接整流滤波电路的输出正端，R4的另一端接D2负极与C5正极的连接点，D2正极、R2的另一端接Tl的辅助绕组N2的3端，C4负极、C5负极、R3的另一端和N2的4端都接接整流滤波电路的输出负端，Tl的输出绕组N3的5端接D3正极与R5 —端的连接点，R5的另一端与C7的一端相连接，C7的另一端、D3负极、C6正极和R6的一端相连接为DC/DC功率变换电路的输出正端，即电源适配器的输出正端，N3的6端、C6负极和D4正极相连接为DC/DC功率变换电路的输出负端，即电源适配器的输出负端。
2.根据权利要求1所述的一种高效率电源适配器，其特征是:电阻R2和R3分别设计为36K Ω和7.5K Ω，电源适配器输出电压为5V，输出电流为750mA。
【文档编号】H02M7/04GK203967996SQ201420416475
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】张新安 申请人:湖南科技学院