CN102684505A - 一种电源适配器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电力电子技术领域，提供了一种电源适配器，该电源适配器采用光伏逆变器专用铝电解电容作为其整流平波单元的平波电容及整流滤波单元的滤波电容，从而解决了现有开关电源适配器中所使用的铝电解电容的寿命较短，进而降低了电源适配器的使用寿命的问题，光伏逆变器专用铝电解电容的采用提高了平波与低频滤波电路的工作可靠性，能适用于大电流高功率输出场合，在较大的纹波电流和温度较高的工作环境中仍能保持优越的性能，极大地提高了电源适配器的使用寿命。

Description

一种电源适配器
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种电源适配器。
背景技术
目前的电源适配器一般都包括输入滤波单元、整流平波单元、PWM脉宽调制控制单元、整流滤波单元以及反馈控制单元，其方框结构如图1所示。其中，整流平波单元采用整流桥及普通铝电解电容对输入的交流电进行整流、滤波；整流滤波单元，采用半波整流结构及普通铝电解电容为脉动直流成分平波。
开关电源适配器作为一种大电流高功率的输出电器，其在工作过程中会产生的较大的纹波电流，同时会产生较高的温度，由于目前的电源适配器中采用的铝电解电容的寿命与温度及纹波电流成反比，高温及大的纹波电流会使铝电解电容的电解液在长期工作在恶劣条件造成干涸，进而使铝电解电容器容量快速降低，从而加剧了铝电解电容器的使用寿命的缩短进程。
由于上述原因，在开关电源适配器中，作为平波与滤波不可缺少的元器件的铝电解电容器就成为电源适配器中寿命最短的元器件，由于现有普通的铝电解电容器的上述缺陷，直接导致了电源适配器使用寿命的降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种耐用型电源适配器，旨在解决在现有技术提供的开关电源适配器中，在大电流高功率输出场合以及较大纹波电流和温度较高环境下普通铝电解电容使用寿命较短，进而降低了电源适配器的使用寿命的问题。
为实现上述目的本发明采用的技术方案如下： 
一种电源适配器，包括：
输入滤波单元，用于将输入的交流电源中的干扰信号抑制掉后输出到所述整流平波单元；
整流平波单元，包含有整流桥及输入端与所述整流桥输出端连接的由平波电容C2、电容C3、电阻R1、二极管D1构成的平波电路，用于将输入的交流电压转换成平滑直流电压后输出给PWM脉宽调制控制单元；
PWM脉宽调制控制单元，用于对所述平滑直流电压进行脉宽调制、输出脉动直流电压到整流滤波单元；
整流滤波单元，包括变压器T、半波整流电路及输入端与所述半波整流电路输出端连接的由滤波电容C5、C6、滤波电感L构成的滤波电路；用于将所述脉动直流电压进行变压及整流滤波后输出到负载； 
反馈控制单元，用于采集所述整流滤波单元的输出电压信号输入到所述脉宽调制控制单元，由所述PWM脉宽调制控制单元根据采集的所述输出电压信号调整脉冲宽度；
所述的平波电容C2及滤波电容C5、C6采用光伏逆变器专用铝电解电容。
所述脉宽调制控制单元包括PWM控制器、二极管D2、电阻R3、R4以及功率场效率管MOS；所述PWM控制器的第5脚经二极管D2、电阻R3连接变压器T初级线圈正极，功率场效率管MOS漏极连接二极管D1，栅极经电阻R4连接PWM控制器的第6脚，源极与PWM控制器的第4脚连接后经电阻R5接电源负极。
所述半波整流电路包括二极管D5、电阻R2、电容C4；电阻R2、电容C4串接后与二极管D5并联；电阻R2与二极管D5的连接点为半波整流电路的输入端，电容C4与二极管D5的连接点为半波整流电路的输出端。
所述反馈控制单元由二极管D3、D4、电容C7以及电阻R6、R7、R8、R9、R10构成；二极管D3、D4串联，二极管D3经过电阻R6接在滤波电感L一端，二极管D4另一端接地；二极管D4接地端经电阻R10、R8连接在滤波电感L的另一端。
本发明提供的电源适配器，由于采用能适用于大电流高功率输出场合并在较大的纹波电流和温度较高工作环境中仍能保持优越的性能的光伏逆变器专用铝电解电容作为平波电容及滤波电容，因而有效地解决了现有开关电源适配器中所用的普通铝电解电容的寿命较短的问题，从而极大地提高了电源适配器的使用寿命。
附图说明
图1所示为现有技术提供的电源适配器的方框结构示意图；
图2所示为本发明实施例提供的电源适配器的电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图2示出了本发明实施例提供的电源适配器的电路原理图。为了便于说明，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分。
一种电源适配器，包括输入滤波单元、整流平波单元、PWM脉宽调制控制单元、整流滤波单元以及反馈控制单元。
输入滤波单元，包括晶振滤波器X以及电容C1，用于将输入的交流电源中的干扰信号抑制掉后输出到所述整流平波单元； 
整流平波单元，用于将输入的交流电压转换成平滑直流电压后输出给脉宽调制控制单元；所述整流平波单元包括整流桥QL及输入端与所述整流桥QL输出端连接的由平波电容C2、电容C3、电阻R1、二极管D1构成的平波电路；
PWM脉宽调制控制单元，用于对所述平滑直流电压进行脉宽调制、输出脉动直流电压到整流滤波单元；
所述的PWM脉宽调制控制单元包括PWM控制器、二极管D2、电阻R3、R4以及功率场效率管MOS；PWM控制器的第5脚经二极管D2、电阻R3连接变压器T初级线圈正极，功率场效率管MOS漏极连接二极管D1，栅极经电阻R4连接PWM控制器的第6脚，源极与PWM控制器的第4脚连接后经电阻R5接电源负极；
整流滤波单元，用于将所述脉动直流电压进行变压、整流及滤波后输出到负载；整流滤波单元包括变压器T、半波整流电路及滤波电路；滤波电路包括滤波电容C5、C6以及滤波电感L；所述的滤波电路连接所述的半波整流电路的输出端；
所述的半波整流电路包括二极管D5、电阻R2、电容C4；电阻R2、电容C4串接后与二极管D5并联；电阻R2与二极管D5的连接点为半波整流电路的输入端，电容C4与二极管D5的连接点为半波整流电路的输出端；电容C4与二极管D5的连接点为滤波电容C5、C6的输入端，滤波电容C5、C6并联，滤波电容C6一端接地；滤波电感L接在滤波电容C5、C6的电源输入端之间；
反馈控制单元，用于采集所述整流滤波单元的输出电压信号输入到所述脉宽调制控制单元，由所述脉宽调制控制单元根据采集的所述输出电压信号调整脉冲宽度；
所述的反馈控制单元由二极管D3、D4、电容C7以及电阻R6、R7、R8、R9、R10构成；二极管D3、D4串联，二极管D3经过电阻R6接在滤波电感L一端，二极管D4另一端接地；二极管D4接地端经电阻R10、R8连接在滤波电感L的另一端。
所述的平波电容C2及滤波电容C5、C6采用光伏逆变器专用铝电解电容。
本发明实施例提供的适配器，采用的太阳能光伏逆变器专用铝电解电容，在85℃、20000h的普通铝电解电容的1.4倍额定纹波电流的情况下，太阳能光伏逆变器专用铝电解电容素子中心温度下降了6摄氏度。根据铝电解电容寿命计算公式，太阳能光伏逆变器专用铝电解电容的寿命应为20000h的1.5倍；而施加的纹波电流为1.4倍的额定纹波电流，其寿命应为额定寿命的0.5倍，如在额定纹波电流情况下，其寿命应为20000h的2倍。因此，此光伏逆变器专用铝电解电容的固有寿命可以达20000h*1.5*2=60000h的寿命，比普通铝电解电容寿命增加了2倍，适配器在正常工作条件下，使用此铝电解电容作为平波电容和滤波电容时，相应的寿命已得到极大地提升。
本发明实施例提供的电源适配器，采用光伏逆变器专用铝电解电容作为平波电容及滤波电容，解决了现有开关电源适配器中所使用的普通铝电解电容的寿命较短，进而降低了电源适配器的使用寿命的问题，光伏逆变器专用铝电解电容的采用提高了平波与低频滤波电路的工作可靠性，能适用于大电流高功率输出场合，在较大的纹波电流和温度较高的工作环境中能保持优越的性能，极大地提高了电源适配器的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1. 一种电源适配器，包括：
输入滤波单元，用于将输入的交流电源中的干扰信号抑制掉后输出到所述整流平波单元；
整流平波单元，包含有整流桥及输入端与所述整流桥输出端连接的由平波电容C2、电容C3、电阻R1、二极管D1构成的平波电路，用于将输入的交流电压转换成平滑直流电压后输出给PWM脉宽调制控制单元；
PWM脉宽调制控制单元，用于对所述平滑直流电压进行脉宽调制、输出脉动直流电压到整流滤波单元；
整流滤波单元，包括变压器T、半波整流电路及输入端与所述半波整流电路输出端连接的由滤波电容C5、C6、滤波电感L构成的滤波电路；用于将所述脉动直流电压进行变压及整流滤波后输出到负载； 
反馈控制单元，用于采集所述整流滤波单元的输出电压信号输入到所述脉宽调制控制单元，由所述PWM脉宽调制控制单元根据采集的所述输出电压信号调整脉冲宽度；
其特征在于，所述的平波电容C2及滤波电容C5、C6采用光伏逆变器专用铝电解电容。
2.根据权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，所述脉宽调制控制单元包括PWM控制器、二极管D2、电阻R3、R4以及功率场效率管MOS；所述PWM控制器的第5脚经二极管D2、电阻R3连接变压器T初级线圈正极，功率场效率管MOS漏极连接二极管D1，栅极经电阻R4连接PWM控制器的第6脚，源极与PWM控制器的第4脚连接后经电阻R5接电源负极。
3.根据权利要求2所述的电源适配器，其特征在于，所述半波整流电路包括二极管D5、电阻R2、电容C4；电阻R2、电容C4串接后与二极管D5并联；电阻R2与二极管D5的连接点为半波整流电路的输入端，电容C4与二极管D5的连接点为半波整流电路的输出端。
4.根据权利要求3所述的电源适配器，其特征在于，所述反馈控制单元由二极管D3、D4、电容C7以及电阻R6、R7、R8、R9、R10构成；二极管D3、D4串联，二极管D3经过电阻R6接在滤波电感L一端，二极管D4另一端接地；二极管D4接地端经电阻R10、R8连接在滤波电感L的另一端。
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