一种GAN（氮化镓）MOSFET超薄型电源适配器的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及电源适配器技术领域，特指一种gan(氮化镓)mosfet超薄型电源适配器。

背景技术：
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电源适配器是小型便捷式电子设备及电子电器的供电电源变换设备，电源适配器广泛配套于各领域的电子设备中，一般由外壳和变压器、电感、电容、微处理器等电子元件组成，通过电源适配器可将交流电转换为直流电；

随着使用者对电子设备的携带性要求变高，电子设备逐步朝向轻薄化发展，作为配套的电源适配器，也理应朝向轻薄化。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是克服现有产品的不足之处，提供一种gan(氮化镓)mosfet超薄型电源适配器。

本实用新型采用的技术方案是：一种gan(氮化镓)mosfet超薄型电源适配器，包括适配器本体，所述适配器本体内设有依次连接的市电100v-240v输入线路及抗雷击线路、emi滤波电磁抗干扰线路、桥式整流滤波线路、功率变压器、rcd高压吸收线路、多模式准谐振ganmosfet超薄型次级侧检测和同步整流驱动控制器、次极mos整流线路、防倒电流灌控制线路、pd协议制定ic和type-c输出接口；

所述pd协议制定ic9所用芯片型号为wt6636f，所述市电100v-240v输入线路及抗雷击线路包括保险管f1和压敏电阻rv1，保险管f1的输入端与l火线连接，保险管f1与压敏电阻rv1并联，保险管f1的输出端与压敏电阻rv1的输入端连接，压敏电阻rv1的输出端与n零线连接；

所述emi滤波电磁抗干扰线路包括励磁线圈lf1、电阻r21、电阻r20、电容cx1和励磁线圈lf2，所述励磁线圈lf1和励磁线圈lf2分别设有接口1ⅰ、接口1ⅱ、接口1ⅲ、接口1ⅳ、接口2ⅰ、接口2ⅱ、接口2ⅲ和接口2ⅳ，

所述励磁线圈lf1的接口1ⅰ和接口1ⅱ分别与压敏电阻rv1的输入端和输出端连接，所述励磁线圈lf1的接口1ⅲ与励磁线圈lf2的接口2ⅰ连接，励磁线圈lf1的接口1ⅳ与励磁线圈lf2的接口2ⅱ连接，电阻r20在分别与电阻r21串联、电容cx1并联后，并联在励磁线圈lf1与励磁线圈lf2的连接电路之间；

所述桥式整流滤波线路包括桥式整流二极管bd1、有极性电容ec2、有极性电容ec3和有极性电容ec4，所述桥式整流二极管bd1设有接口3ⅰ、接口3ⅱ、接口3ⅲ和接口3ⅳ，

所述桥式整流二极管bd1的接口3ⅱ和接口3ⅲ分别与励磁线圈lf2的接口2ⅲ和接口2ⅳ连接，所述桥式整流二极管bd1的接口3ⅰ分别与有极性电容ec2、有极性电容ec3和有极性电容ec4的输入端并联，桥式整流二极管bd1的接口3ⅳ分别与有极性电容ec2、有极性电容ec3和有极性电容ec4的输出端并联，接口3ⅳ还与微处理器u1连接；

所述rcd高压吸收线路包括电容c17、电阻r22、电阻r23、电阻r24和二极管d3，

所述电容c17和电阻r22并联，且电容c17和电阻r22的输入端分别与桥式整流二极管bd1的接口3ⅰ并联，电容c17和电阻r22的输出端分别与电阻r24串联，所述电阻r24与电阻r23并联，与二极管d3串联；

所述功率变压器包括变压器t1,所述变压器设有接口4ⅰ、接口4ⅱ和接口4ⅲ，所述接口4ⅰ、接口4ⅱ和接口4ⅲ分别设有连接点1ⅰ、连接点2ⅰ、连接点1ⅱ、连接点2ⅱ、连接点1ⅲ、连接点2ⅲ；

所述变压器t1中接口4ⅰ的连接点1ⅰ与桥式整流二极管bd1的接口3ⅰ连接，连接点2ⅰ与二极管d3的正极连接；

所述多模式准谐振ganmosfet超薄型次级侧检测和同步整流驱动控制器包括二极管d4、电容c18、电阻r25、有极性电容ec1、电容c19、电阻r13、稳压二极管vr1、电阻r12、npn型三极管q2、电阻r15、微处理器u1和电容c15；

所述微处理器u1的具体型号为sc1933-h218,所述二极管d4的负极与变压器t1中接口4ⅱ的连接点1ⅱ连接，电容c18与电阻r25串联，与二极管d4并联，二极管d4的正极与微处理器u1连接，有极性电容ec1的正极与变压器t1中接口4ⅱ的连接点2ⅱ连接，有极性电容ec1的负极与微处理器u1连接，电容c19的输入端与连接点2ⅱ连接，电容c19的输出端与微处理器u1连接，电阻r13与稳压二极管vr1串联，电阻r13的输入端与连接点2ⅱ连接，稳压二极管vr1的正极与微处理器u1连接，npn型三极管q2的基极并联在电阻r13与稳压二极管vr1的连接电路上，npn型三极管q2的集电极与连接点2ⅱ连接，npn型三极管q2的发射极与电阻r12并联，与电阻r15串联，电阻r15与电容c15并联，电阻r15与电容c15的输出端均与微处理器u1连接；

所述次极mos整流线路包括二极管d6、二极管d5、电容c1、电阻r1、场效应管q5和场效应管q4，

所述场效应管q4的栅极与变压器t1中接口4ⅲ的连接点2ⅲ连接，场效应管q4的栅极还分别与mos场效应管q5的栅极、二极管d6的负极和电阻r19的输入端连接，电阻r19的输出端与微处理器u1连接，场效应管q4的源极分别与场效应管q5的源极和二极管d6的正极连接，场效应管q4的源极还与接地端连接，场效应管q4的漏极分别与场效应管q5的漏极和微处理器u1连接，电容c1与电阻r1串联后并联在场效应管q4和二极管d6的连接电路之间，二极管d5的正极并联在电阻r1与二极管d6的连接电路上，二极管d5的负极并联在电容c1与电阻r1的连接电路上；

所述防倒电流灌控制线路包括mos场效应管q1、二极管d2、电阻r8、电阻r7和电容c7，

所述mos场效应管q1的栅极与变压器t1中接口4ⅲ的连接点1ⅲ连接，mos场效应管q1的源极与type-c输出接口连接，mos场效应管q1的漏极与电阻r7的输入端连接，电阻r7的输出端与pd协议制定ic连接，二极管d2的正极并联在电阻r7与mos场效应管q1的连接电路上，二极管d2的负极与电阻r8的输入端连接，电阻r8的输出端并联在电阻r7与pd协议制定ic的连接电路上；

mos场效应管q1与连接点1ⅲ的连接电路和场效应管q4与接地端的连接电路之间，还分别并联有电容c4和电容c5，电容c5的负极还连接有电容c2，在电容c5与电容c2的连接电路上，还并联有电容c16，电容c16与电容c2的输出端分别与微处理器u1连接；

mos场效应管q1与连接点1ⅲ的连接电路和微处理器u1与pd协议制定ic的连接电路之间还并联有电阻r2和电容c3,所述电阻r2和电容c3串联；

mos场效应管q1与连接点1ⅲ的连接电路上，还分别并联有电阻r6、电阻r5、电阻r3和电阻r14，电阻r6的输出端分别连接有与其串联的电容c9和与其并联的电容c10，电容c10的输出端与pd协议制定ic连接，电阻r5的输出端与pd协议制定ic连接，电阻r3的输出端连接有场效应管q3，场效应管q3的源极接地，电阻r14的输出端连接有电阻r17，电阻r17的输出端与pd协议制定ic连接，场效应管q3的漏极并联在电阻r14与电阻r17的连接电路上；

该适配器还包括电阻r9、电阻r11、电阻r16、电阻r18、电容c13、电容c8、电容c11、热敏电阻rt1、电阻r4、电容cy1、二极管d1和电容c6，电阻r9的输入端分别与微处理器u1和pd协议制定ic连接，电阻r9与电阻r16串联，电阻r16的输出端与pd协议制定ic连接，电阻r11并联在电阻r9与pd协议制定ic的连接电路和电阻r9与电阻r16的连接电路之间，电阻r11还与电容cy1并联，并且，电阻r11的输出端接地，电容cy1的输入端并联在接口3ⅳ与微处理器u1的连接电路上，电容cy1的输出端与type-c输出接口连接，电阻r18、电容c13、电容c8、电容c11和热敏电阻rt1分别并联在电阻r9与pd协议制定ic的连接电路上，电阻r18与电容c12串联，电容c12与电容c13并联，且电容c12与电容c13的输出端分别与pd协议制定ic连接，电容c8、电容c11和热敏电阻rt1的输出端分别与pd协议制定ic连接；

电阻r4的输入端与pd协议制定ic连接，电阻r4的输出端与type-c输出接口连接，二极管d1的负极并联在电阻r4与type-c输出接口的连接电路上，二极管d1的正极并联在电容cy1与type-c输出接口的连接电路上，pd协议制定ic还与公共接地端连接，电容c6的输入端和输出端分别并联在pd协议制定ic与公共接地端的连接线路和电阻r4和二极管d1的连接电路上。

优选地，所述电容c4为有极性电容。

优选地，所述电容c5为有极性电容。

优选地，所述微处理器u1集成了多模式准谐振(qr)/ccm反激式控制器、gan(氮化镓)mosfet超薄型、次极侧检测和同步整流驱动。

本实用新型的微处理器u1集成了多模式准谐振(qr)/ccm反激式控制器、gan(氮化镓)mosfet超薄型、次极侧检测和同步整流驱动，在整个负载范围内效率高达94％；gan(氮化镓)作为目前最快的功率开关器件之一，在高速开关的情况下仍可以保持高效率水平，同时能够应用于更小的变压器，进而使电源适配器的体积减小。

附图说明：

图1是本实用新型一种gan(氮化镓)mosfet超薄型电源适配器的结构示意图；

图2是本实用新型一种gan(氮化镓)mosfet超薄型电源适配器的电路结构图；

图3是本实用新型一种gan(氮化镓)mosfet超薄型电源适配器中励磁线圈lf1的结构图；

图4是本实用新型一种gan(氮化镓)mosfet超薄型电源适配器中励磁线圈lf2的结构图；

图5是本实用新型一种gan(氮化镓)mosfet超薄型电源适配器中变压器t1的结构图；

图6是本实用新型一种gan(氮化镓)mosfet超薄型电源适配器中桥式整流二极管bd1的结构图；

图7是本实用新型一种gan(氮化镓)mosfet超薄型电源适配器的原理框图。

图中：适配器本体01、接地端02、公共接地端03、市电100v-240v输入线路及抗雷击线路1、emi滤波电磁抗干扰线路2、桥式整流滤波线路3、功率变压器4、rcd高压吸收线路5、多模式准谐振ganmosfet超薄型次级侧检测和同步整流驱动控制器6、次极mos整流线路7、防倒电流灌控制线路8、pd协议制定ic9、type-c输出接口10、接口1ⅰ11、接口1ⅱ12、接口1ⅲ13、接口1ⅳ14、接口2ⅰ21、接口2ⅱ22、接口2ⅲ23、接口2ⅳ24、接口3ⅰ31、接口3ⅱ32、接口3ⅲ33、接口3ⅳ34、接口4ⅰ41、接口4ⅱ42、接口4ⅲ43、连接点1ⅰ411、连接点2ⅰ412、连接点1ⅱ421、连接点2ⅱ422、连接点1ⅲ431、连接点2ⅲ432。

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步说明。

如图1～图7所示，一种gan(氮化镓)mosfet超薄型电源适配器，包括适配器本体01，所述适配器本体01内设有依次连接的市电100v-240v输入线路及抗雷击线路1、emi滤波电磁抗干扰线路2、桥式整流滤波线路3、功率变压器4、rcd高压吸收线路5、多模式准谐振ganmosfet超薄型次级侧检测和同步整流驱动控制器6、次极mos整流线路7、防倒电流灌控制线路8、pd协议制定ic9和type-c输出接口10；

所述pd协议制定ic9所用芯片型号为wt6636f，所述市电100v-240v输入线路及抗雷击线路1包括保险管f1和压敏电阻rv1，保险管f1的输入端与l火线连接，保险管f1与压敏电阻rv1并联，保险管f1的输出端与压敏电阻rv1的输入端连接，压敏电阻rv1的输出端与n零线连接；

所述emi滤波电磁抗干扰线路2包括励磁线圈lf1、电阻r21、电阻r20、电容cx1和励磁线圈lf2，所述励磁线圈lf1和励磁线圈lf2分别设有接口1ⅰ11、接口1ⅱ12、接口1ⅲ13、接口1ⅳ14、接口2ⅰ21、接口2ⅱ22、接口2ⅲ23和接口2ⅳ24，

所述励磁线圈lf1的接口1ⅰ11和接口1ⅱ12分别与压敏电阻rv1的输入端和输出端连接，所述励磁线圈lf1的接口1ⅲ13与励磁线圈lf2的接口2ⅰ21连接，励磁线圈lf1的接口1ⅳ14与励磁线圈lf2的接口2ⅱ22连接，电阻r20在分别与电阻r21串联、电容cx1并联后，并联在励磁线圈lf1与励磁线圈lf2的连接电路之间；

所述桥式整流滤波线路3包括桥式整流二极管bd1、有极性电容ec2、有极性电容ec3和有极性电容ec4，所述桥式整流二极管bd1设有接口3ⅰ31、接口3ⅱ32、接口3ⅲ33和接口3ⅳ34，

所述桥式整流二极管bd1的接口3ⅱ32和接口3ⅲ33分别与励磁线圈lf2的接口2ⅲ23和接口2ⅳ24连接，所述桥式整流二极管bd1的接口3ⅰ31分别与有极性电容ec2、有极性电容ec3和有极性电容ec4的输入端并联，桥式整流二极管bd1的接口3ⅳ34分别与有极性电容ec2、有极性电容ec3和有极性电容ec4的输出端并联，接口3ⅳ34还与微处理器u1连接；

所述rcd高压吸收线路5包括电容c17、电阻r22、电阻r23、电阻r24和二极管d3，

所述电容c17和电阻r22并联，且电容c17和电阻r22的输入端分别与桥式整流二极管bd1的接口3ⅰ31并联，电容c17和电阻r22的输出端分别与电阻r24串联，所述电阻r24与电阻r23并联，与二极管d3串联；

所述功率变压器4包括变压器t1,所述变压器设有接口4ⅰ41、接口4ⅱ42和接口4ⅲ43，所述接口4ⅰ41、接口4ⅱ42和接口4ⅲ43分别设有连接点1ⅰ411、连接点2ⅰ412、连接点1ⅱ421、连接点2ⅱ422、连接点1ⅲ431、连接点2ⅲ432；

所述变压器t1中接口4ⅰ41的连接点1ⅰ411与桥式整流二极管bd1的接口3ⅰ31连接，连接点2ⅰ412与二极管d3的正极连接；

所述多模式准谐振ganmosfet超薄型次级侧检测和同步整流驱动控制器6包括二极管d4、电容c18、电阻r25、有极性电容ec1、电容c19、电阻r13、稳压二极管vr1、电阻r12、npn型三极管q2、电阻r15、微处理器u1和电容c15；

所述微处理器u1的具体型号为sc1933-h218,所述二极管d4的负极与变压器t1中接口4ⅱ42的连接点1ⅱ421连接，电容c18与电阻r25串联，与二极管d4并联，二极管d4的正极与微处理器u1连接，有极性电容ec1的正极与变压器t1中接口4ⅱ42的连接点2ⅱ422连接，有极性电容ec1的负极与微处理器u1连接，电容c19的输入端与连接点2ⅱ422连接，电容c19的输出端与微处理器u1连接，电阻r13与稳压二极管vr1串联，电阻r13的输入端与连接点2ⅱ422连接，稳压二极管vr1的正极与微处理器u1连接，npn型三极管q2的基极并联在电阻r13与稳压二极管vr1的连接电路上，npn型三极管q2的集电极与连接点2ⅱ422连接，npn型三极管q2的发射极与电阻r12并联，与电阻r15串联，电阻r15与电容c15并联，电阻r15与电容c15的输出端均与微处理器u1连接；

所述次极mos整流线路7包括二极管d6、二极管d5、电容c1、电阻r1、场效应管q5和场效应管q4，

所述场效应管q4的栅极与变压器t1中接口4ⅲ43的连接点2ⅲ432连接，场效应管q4的栅极还分别与mos场效应管q5的栅极、二极管d6的负极和电阻r19的输入端连接，电阻r19的输出端与微处理器u1连接，场效应管q4的源极分别与场效应管q5的源极和二极管d6的正极连接，场效应管q4的源极还与接地端02连接，场效应管q4的漏极分别与场效应管q5的漏极和微处理器u1连接，电容c1与电阻r1串联后并联在场效应管q4和二极管d6的连接电路之间，二极管d5的正极并联在电阻r1与二极管d6的连接电路上，二极管d5的负极并联在电容c1与电阻r1的连接电路上；

所述防倒电流灌控制线路8包括mos场效应管q1、二极管d2、电阻r8、电阻r7和电容c7，

所述mos场效应管q1的栅极与变压器t1中接口4ⅲ43的连接点1ⅲ431连接，mos场效应管q1的源极与type-c输出接口10连接，mos场效应管q1的漏极与电阻r7的输入端连接，电阻r7的输出端与pd协议制定ic9连接，二极管d2的正极并联在电阻r7与mos场效应管q1的连接电路上，二极管d2的负极与电阻r8的输入端连接，电阻r8的输出端并联在电阻r7与pd协议制定ic9的连接电路上；

mos场效应管q1与连接点1ⅲ431的连接电路和mos场效应管q4与接地端的连接电路之间，还分别并联有电容c4和电容c5，电容c5的负极还连接有电容c2，在电容c5与电容c2的连接电路上，还并联有电容c16，电容c16与电容c2的输出端分别与微处理器u1连接；

mos场效应管q1与连接点1ⅲ431的连接电路和微处理器u1与pd协议制定ic9的连接电路之间还并联有电阻r2和电容c3,所述电阻r2和电容c3串联；

mos场效应管q1与连接点1ⅲ431的连接电路上，还分别并联有电阻r6、电阻r5、电阻r3和电阻r14，电阻r6的输出端分别连接有与其串联的电容c9和与其并联的电容c10，电容c10的输出端与pd协议制定ic9连接，电阻r5的输出端与pd协议制定ic9连接，电阻r3的输出端连接有场效应管q3，场效应管q3的源极接地，电阻r14的输出端连接有电阻r17，电阻r17的输出端与pd协议制定ic9连接，场效应管q3的漏极并联在电阻r14与电阻r17的连接电路上；

该适配器还包括电阻r9、电阻r11、电阻r16、电阻r18、电容c13、电容c8、电容c11、热敏电阻rt1、电阻r4、电容cy1、二极管d1和电容c6，电阻r9的输入端分别与微处理器u1和pd协议制定ic9连接，电阻r9与电阻r16串联，电阻r16的输出端与pd协议制定ic9连接，电阻r11并联在电阻r9与pd协议制定ic9的连接电路和电阻r9与电阻r16的连接电路之间，电阻r11还与电容cy1并联，并且，电阻r11的输出端接地，电容cy1的输入端并联在接口3ⅳ34与微处理器u1的连接电路上，电容cy1的输出端与type-c输出接口10连接，电阻r18、电容c13、电容c8、电容c11和热敏电阻rt1分别并联在电阻r9与pd协议制定ic9的连接电路上，电阻r18与电容c12串联，电容c12与电容c13并联，且电容c12与电容c13的输出端分别与pd协议制定ic9连接，电容c8、电容c11和热敏电阻rt1的输出端分别与pd协议制定ic9连接；

电阻r4的输入端与pd协议制定ic9连接，电阻r4的输出端与type-c输出接口10连接，二极管d1的负极并联在电阻r4与type-c输出接口10的连接电路上，二极管d1的正极并联在电容cy1与type-c输出接口10的连接电路上，pd协议制定ic9还与公共接地端03连接，电容c6的输入端和输出端分别并联在pd协议制定ic9与公共接地端03的连接线路和电阻r4和二极管d1的连接电路上。

所述电容c4为有极性电容。

所述电容c5为有极性电容。

所述微处理器u1集成了多模式准谐振(qr)/ccm反激式控制器、gan(氮化镓)mosfet超薄型、次极侧检测和同步整流驱动。

综上所述，本实用新型的微处理器u1集成了多模式准谐振(qr)/ccm反激式控制器、gan(氮化镓)mosfet超薄型、次极侧检测和同步整流驱动，在整个负载范围内效率高达94％；gan(氮化镓)作为目前最快的功率开关器件之一，在高速开关的情况下仍可以保持高效率水平，同时能够应用于更小的变压器，进而使电源适配器的体积减小。