AC-DC電源適配器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)你知道哪些-設(shè)計(jì)應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯AC-DC電源適配器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)你知道哪些-設(shè)計(jì)應(yīng)用AC/DC變換器是將交流變換為直流，其功率電流流向可以是雙向的。功率電流流向負(fù)載的變換稱為“整流”，功率電流由負(fù)載傳輸回電源的稱為“有源逆變”。AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電，必須經(jīng)整流濾波，相對來說體積較大的濾波電解電容器是必不可少的。同時(shí)，因遇到安全問題,如ULCCEE等標(biāo)準(zhǔn)及EMC指令的限制(如IEC、FCC、CSA)，交流輸入則必須加EMC濾波及使用符合安全標(biāo)準(zhǔn)的元件，這樣就限制了AC/DC電源的體積進(jìn)一步小型化。另外，由于內(nèi)部的高頻高壓大電流開關(guān)動(dòng)作，使得解決EMC電磁兼容問題的難度加大，也就對內(nèi)部高密度安裝電路的設(shè)計(jì)提出了很高的要求由于同樣的原因，高電壓。大電流開關(guān)使得電源工作損耗增大，限制了AC/DC變換器模塊化的進(jìn)程。因此，必須采用電源系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法才能使其工作效率達(dá)到一定的滿意程度。AC/DC變換器按電路的接線方式可分為半波電路和全波電路;按電路的控制特點(diǎn)可分為不可控、半控和全控三類;按電源相數(shù)可分為單相三相和多相;按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限和四象限電源適配器電源適配器的優(yōu)點(diǎn)

1、體積小、重量輕。開關(guān)電源適配器沒有采用笨重的工頻變壓器。由于開關(guān)MOS管上的耗散功率大幅度降低后，又省去了較大的散熱片。由于這兩方面原因，所以開關(guān)電源適配器的體積小，重量輕。2、功耗小、效率高。開關(guān)電源適配器電路中，開關(guān)MOS管在激勵(lì)信號的激勵(lì)下，它交替地工作在導(dǎo)通—截止和截止—導(dǎo)通的開關(guān)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換速度很快，頻率一般為50kHz以上，在一些先進(jìn)的開關(guān)電源線路中，可以做到幾百或者近兆Hz。這使得開關(guān)MOS管的功耗很小，電源的效率可以大幅度地提高，其效率可達(dá)到90%。3、濾波的效率大為提高，使濾波電容的容量和體積大為減少。開關(guān)電源適配器的工作頻率目前基本上是工作在50kHz以上，是線性穩(wěn)壓電源適配器的1000倍以上，這使整流后的濾波效率幾乎也提高了1000倍;即使采用半波整流后加電容濾波，效率也提高了500倍。在相同的紋波輸出電壓下，采用開關(guān)電源時(shí)，濾波電容的容量只是線性穩(wěn)壓電源中濾波電容的1/500～1/1000。4、穩(wěn)壓范圍寬。開關(guān)電源適配器的輸出電壓是由激勵(lì)信號的占空比來調(diào)節(jié)的，輸入信號電壓的變化可以通過調(diào)頻或調(diào)寬來進(jìn)行補(bǔ)償。這樣，在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時(shí)，它仍能夠保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。所以開關(guān)電源適配器的穩(wěn)壓范圍很寬，穩(wěn)壓效果很好。此外，改變占空比的方法有脈寬調(diào)制型和頻率調(diào)制型兩種。開關(guān)穩(wěn)壓電源不僅具有穩(wěn)壓范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，而且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的方法也較多，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求，靈活地選用各種類型的開關(guān)電源集成電路芯片方案。

電源適配器但伴隨這AC-DC電源適配器的不斷發(fā)展，來自對電源器件的不斷重視，使得AC-DC電源伴隨用途的不斷廣發(fā)，其行業(yè)標(biāo)著也是同行業(yè)中的。美國能源部（DoE）于2022年頒布的外部電源能效標(biāo)準(zhǔn)對空載功耗以及負(fù)載為額定負(fù)載電流25%至100%時(shí)的平均能效提出了一整套嚴(yán)格的要求。歐盟和其它國家也頒布了類似的標(biāo)準(zhǔn)，但DoE的標(biāo)準(zhǔn)是嚴(yán)格的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。2022年2月，DoE更新了外部電源標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)一步嚴(yán)格規(guī)范了離線電源的能效和空載功耗。通過限制電源的空載功耗，該標(biāo)準(zhǔn)迫使電源制造商降低電源空載時(shí)來自市電的輸入電流。雖然在待機(jī)時(shí)限制控制電路的電流能夠節(jié)省電能，但它也影響了電源從空載迅速過渡到滿載的能力，國際電源能效標(biāo)準(zhǔn)的限制日趨嚴(yán)格，電源控制器的性價(jià)比已逼近它們的極限。

既要滿足這些新標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時(shí)又要提升性能和降低成本，這種挑戰(zhàn)已迫使市場轉(zhuǎn)向一些新的顛覆性技術(shù)。新的設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)在能夠讓AC/DC轉(zhuǎn)換器在不犧牲其性能（尤其是負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間）的情況下，滿足嚴(yán)格的DC能效要求。新的電源能效標(biāo)準(zhǔn)對電源控制器提出的要求，如何在維持輸出質(zhì)量、以及不增加成本和復(fù)雜性的情況下提升性能的設(shè)計(jì)技術(shù),通過限制電源的空載功耗，該標(biāo)準(zhǔn)迫使電源制造商降低電源空載時(shí)來自市電的輸入電流。雖然在待機(jī)時(shí)限制控制電路的電流能夠節(jié)省電能，但它也影響了電源從空載迅速過渡到滿載的能力，負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間–大信號響應(yīng)時(shí)間和工作電流負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間直接影響輸出電壓的質(zhì)量；較快的響應(yīng)速度有助于減少輸出電壓偏差，而且不必使用多余的輸出電容器；較慢的響應(yīng)速度則反之。使用低功耗控制器時(shí)，響應(yīng)速度通常較慢，從而迫使電源不得不依賴外部組件來響應(yīng)輸出電流的變化。負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間實(shí)際上是控制環(huán)路的大信號響應(yīng)時(shí)間，整合了小信號穩(wěn)定性和一些大信號因素，例如，控制電路能夠迅速轉(zhuǎn)換放大器和驅(qū)動(dòng)器的輸出。如果器件的轉(zhuǎn)換速率較低，而且小信號帶寬也較窄，輸出響應(yīng)負(fù)載變化的速度也較慢。AC-DC電源適配器要求具備的幾種保護(hù)特性：(1)短路保護(hù)(SCP)：必須能夠承受輸出持續(xù)短路而不會(huì)損壞。當(dāng)故障消失時(shí)，適配器必須能夠從保護(hù)模式下恢復(fù)，并重新提供額定功率。(2)過壓保護(hù)(OVP)：在環(huán)路被破壞的情況下，如光耦合器損壞或TL431分壓網(wǎng)絡(luò)受到影響，適配器必須立即停止工作，并在用戶重新啟動(dòng)適配器前保持在此狀態(tài)。(3)過溫保護(hù)(OTP)：如果適配器的溫度超過某個(gè)溫度值，適配器就存在損壞的風(fēng)險(xiǎn)。為了避免出現(xiàn)這種情況，就需要使用熱傳感器來持續(xù)監(jiān)測溫度，并在溫度超過設(shè)計(jì)人員設(shè)定的限制值的情況下，適配器就持續(xù)關(guān)閉。當(dāng)用戶重新啟動(dòng)電源且溫度下降時(shí)，適配器復(fù)位。(4)過功率保護(hù)(OPP)：對某些電源而言，重要的是在壞條件下——如負(fù)載消耗的電流過大，輸出電流保持在受控狀態(tài)，而不會(huì)實(shí)際出現(xiàn)短路，UE電源就做得到。電源適配器在不同的安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)中,如影音類、資訊類、家電類、醫(yī)療類、LED驅(qū)動(dòng)電源類等。安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)中,電源適配器AC插頭按照歐規(guī)、澳規(guī)、英規(guī)。電源適配器插腳按照Class1和Class2等等不同都有相應(yīng)的要求和規(guī)范。一、安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)影音類電源標(biāo)準(zhǔn)：IEC/EN60065資訊類電源標(biāo)準(zhǔn)：IEC/EN60950家電類電源標(biāo)準(zhǔn)：IEC/EN60335醫(yī)療類電源標(biāo)準(zhǔn)：IEC/EN60601LED驅(qū)動(dòng)電源標(biāo)準(zhǔn)：IEC/EN61347二、AC插頭標(biāo)準(zhǔn)一般要求:IEC60884-1歐洲插頭:EN50075澳洲插頭:AnnexJofAS/NZS3112英國插頭:BS1363三、插腳標(biāo)準(zhǔn)Class1類電源為(3pinAC插座)Class2類電源為(2pinAC插座)Class1類電源漏電流為0.75mA(Max)Class2類電源漏電流為0.25mA(Max)Class1類電源高電壓測試為1500VAC60SEC10mA