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5V1A电源适配器的电路原理

点击:1094 日期:2019-07-31 选择字号:
电子产品越来越普及。所有的电子产品都离不开一个重要的部件电源适配器。电源适配器的本质是一个AC/DC变换器。如图2,其电路主要由整流滤波电路、PWM及电压反馈电路、整流稳压电路、USB充电控制电路组成。
1)整流滤波电路。将电网的交流电整流成高压直流电;
2)PWM及电压反馈电路。将上述直流电变成高频高压脉冲,然后通过变压器变成低压脉冲。电压反馈电路将采样电压与基准电压进行比较,通过改变输出占空比来保持输出电压基本不变;


3)整流稳压电路。将低压的高频脉冲经整流、滤波、稳压后变成稳定的直流电,如5V;


4)USB充电控制电路。主要用于匹配不同厂家的充电协议,通过在USB的D+、D-引脚上设置不同的电压以达到不同的输出电流。例如某型号手机支持5V1A充电,但要求电源适配器USB输出端的D+、D-引脚上分别设置1.2V的电压。
当用某5V/2A的电源适配器对其充电时,手机会检测电源适配器D+、D-引脚上的电压,如果是1.2V,则以2A的最大电流进行充电;如果D+、D-引脚上的电压不是1.2V,则限制其最大充电电流为1A。有些电源适配器可能没有这部分电路。
5V1A电源适配器的输出特性


图为某5V1A电源适配器接阻性负载时的输出特性,该输出特性也是大部分电源适配器的典型输出特性。

为了方便讨论,将电源适配器铭牌上的标称输出电压记为Uset,标称输出电流记为Iset。设Rset=Uset/Iset=5V/2A=2.5Ω。从图中可以看出,当负载电阻R小于某阈值(记为Rth,上述电源适配器约为1.6Ω)时,适配器无输出;当1.6Ω<R<Rset时,适配器处于恒流输出状态(以下简称CC模式),此时输出电压随负载电阻的增大而增大;当R≥Rset时,适配器处于恒压输出状态(以下简称CV模式),此时输出电压基本保持稳定,输出电流随负载的增大而减小;当R=Rset时,电源适配器的输出功率最大。

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