CN201075818Y - 电源适配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电源适配器，其中包括壳体，所述壳体内设有元器件安装PCB板，所述PCB板上设有交流整流器、浪涌吸收电路、开关电源控制电路、变压器和稳压电路，所述PCB板上还设有与所述开关电源控制电路相连的过电压自动保护集成电路，所述过电压自动保护集成电路中包括过电压自动切断和恢复装置。当交流电压超过设定电压时，保护电路自动将开关电路关断，使电源适配器停止工作；当电压恢复正常后，保护电路自动恢复开关电路，电源适配器正常工作。因此，本实用新型能够起到自动保护作用，避免对电源适配器的损坏。此外，过电压自动保护功能电路制造成本低，可适合于不同型号不同功率的电源适配器。

Description

电源适配器

技术领域

本实用新型涉及一种用于交流电源的电源适配器，更具体地说，涉及一种具有过电压自动保护功能的电源适配器。

背景技术

目前，公知的电源适配器构造是由壳体、PCB电路板、整流二级管、开关三级管、稳压二极管、隔离变压器、发光二极管、电阻、电容、输入输出导线组成。传统的电源适配器一般具有整流滤波电路、调整电路、采样电路、浪涌吸收回路、过流保护电路、隔离式反激变换器和DC输出电路。其缺点是：当电源适配器接通交流市电的瞬间，开关电源调整回路内会产生较大的浪涌电流，隔离变压器的线圈是储能元件，储存的电能在释放时使调整开关管集电极和发射极二端电压远远大于其反向耐压，而发生炸机，从而损坏适配器或充电器。传统的电源适配器的浪涌吸收回路一般由电容、电阻和二极管组成，当浪涌电压发生时，电容吸收电能，由电阻放电，由于电容吸收浪涌能力和电阻放电能力较弱，往往不能有效的防止浪涌电压毁机的情况发生，尤其是市电质量较差的地区。目前虽然也有一些电源适配器具有浪涌保护电路，其能关断电路，使电源适配器停止工作，但是，它不具有自动恢复功能，关断后需要人为干预才能恢复工作，给用户带来极大不便。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有电源适配器的上述抗浪涌能力差而发生的炸机等缺陷，提供一种具有过电压自动保护功能的电源适配器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电源适配器，其中包括壳体，所述壳体内设有元器件安装PCB板，所述PCB板上设有交流整流器、浪涌吸收电路、开关电源控制电路、变压器和稳压电路，所述PCB板上还设有与所述开关电源控制电路相连的过电压自动保护集成电路，所述过电压自动保护集成电路中包括过电压自动切断和恢复装置。

在本实用新型所述的电源适配器中，所述PCB板上还设有过电流保护电路，用于保证电源适配器在过电流状态下不被损坏。

在本实用新型所述的电源适配器中，所述PCB板上还设有过载保护电路，用于保证电源适配器在过载状态下不被损坏。

实施本实用新型的电源适配器，具有以下有益效果：通过在电源适配器中加入具有过电压自动保护功能的集成电路，该集成电路内集成了过电压保护电路，当交流市电电压发生瞬间浪涌高电压时，保护电路自动将开关电路关断，使电源适配器停止工作；当浪涌电压消失后，保护电路自动恢复开关电路，电源适配器正常工作。这个保护动作是以纳秒级的速度工作的，而流涌电压的变化也是瞬间的，因此，本实用新型能够起到自动保护作用，避免对电源适配器的损坏。此外，过电压自动保护功能电路制造成本低，可适合于不同型号不同功率的电源适配器。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型优选实施例的电气原理图；

图2是本实用新型电源适配器优选实施例中开关电源电路的功能框图；

图3是图2所示开关电源电路的封装示意图。

具体实施方式

本实用新型所提出的电源适配器，其中包括壳体，壳体内设有元器件安装PCB板。其电路板正面是分立式元器件插件；电路反面是贴片元器件；本实用新型的高电压保护电路集成在一个贴片IC中，这个IC用红胶固定在线路板上，与开关电源电路焊接。如图1所示，是本实用新型优选实施例的电气原理图。其中包括交流整流器、浪涌吸收电路、开关电源控制电路、变压器和稳压电路，开关电源控制电路中还包含过电压自动保护集成块，集成块中具有高电压自动切断和恢复装置。电源适配器其内还设有电源指示器。

如图2所示，在本实用新型优选实施例中开关电源控制电路的功能框图。本实用新型优选实施例中开关电源控制电路是电流型PWM控制电路，通过驱动驱动外部高压MOSFET管，组成大功率的开关电源。

在图2中，过电压保护模块与振荡电路相连，当输入AC电压超过设定的过压保护值时，过电压保护模块将关闭振荡器，使其停振，进而将开关电路关断，使电源适配器停止工作，由此便实现了过电压保护。当输入AC电压恢复正常时，过电压保护模块将自动恢复开关电路，电源适配器正常工作。由于过电压保护模块以纳秒级的速度工作的，因此可对电源适配器起到很好的保护作用。

本实用新型优选实施例的开关电源控制电路中，还包括过电流保护模块。将电流检测输入脚SENSE中的输入在进行锯齿波补偿之后，输入到过流比较器中，如果判断为过流，则切断开关电路，保证适配器在过流状态下不会损坏。此外，该开关电源控制电路还具有过载保护(OLP)、过位嵌位和欠压锁定功能(UVLO)。

本优选实施例的开关电源控制电路的启动电流可以很小，如约为5μA，使芯片快速弃电越过UVLO阀值电压，保证系统快速启动。因此在实际应用中可以使用一个阻值较大的启动电阻来降低系统的功耗。例如在AC/DC适配器，在通用的输入电压范围内，可以使用2MΩ 1/4W的电阻，进一步降低系统的功耗。该电路的工作电流也很小，如约为2.8mA。在空载或者轻负载的情况下，开关电源控制电路的功耗主要是高压功率管的开关损耗、变压器的线损、吸收回路的损耗等等。功耗跟在一定时间内开关次数成正比关系，因此降低高压功率管开关次料，可以降低功耗。可以根据不同的负载，自动调整开关模式。在空载或者轻负载的情况下，FB脚被拉低到突变模式阀值以下，芯片进入突变工作模式，也就是降低PWM工作频率。只有当VDD电压降低到某个预置电压和FB脚处于开启状态时，GATE脚才会开关输出。否则，GATE脚一直保持关闭状态，尽最大可能的降低开关损耗，减少待机状态的功耗。

为满足EMI的要求，开关电源控制电路内部含有频率抖动模块，减少传导波段的电磁干扰，降低系统EMI设计的难度。振荡电路通过调整RI脚到地的电阻，改变芯片内部恒流源电流的大小。这个电流对内部的电容进行冲放电，改变电流的大小，也就改变了冲放电的时间，振荡频率也就确定下来。其中RI跟振荡频率的关系可由以下公式得到：

$F_{\mathrm{OSC}}=\frac{6500}{\mathrm{RI}\left(\mathrm{Kohm}\right)}\left(\mathrm{KHz}\right)$

本实用新型的开关电源控制电路是电流模式的PWM控制芯片，内部含有逐周期电流限制。芯片通过检测SENSE脚外接电阻的电压来检测开关电流。内置前沿消隐电路通过延时消除了高压功率管在开启瞬间产生的兴峰，这样就不需要在SENSE脚外接RC滤波电路。因此在这个延时时间内，电流限制比较器不工作，也就消除避免由于尖峰干扰，关闭外部高压功率管。内置的斜率补偿电路在SENSE脚输入电压上增加了一个电压斜率补偿，极大的提高了电源系统的稳定性，同时还避免了次谐波振荡的发生，从而降低了输出纹波电压。

本实用新型的开关电源控制电路的GATE脚直接与MOSFET的栅极连接。GATE输出内部有一个18V输出嵌位二极管，保护高压MOSFET的栅极，避免由于芯片VDD的电压高导致MOSFET的栅级击穿。

如图3所示，是本实用新型的开关电源控制电路优选实施例的封装示意图。其中包括八个管脚，各管脚的说明如下表所示：

名称	功能说明
		VDD	电压输入保护，过电压时关闭振荡器，使其停振，从而实现过电压保护
GND	芯片地
		FB	反馈输入脚。PWM占空比变化取决于FB和SENSE脚的输入电压
RI	PWM振荡频率设置脚。通过调节连接在RI和GND之间的电阻来改变PWM频率。
		SENSE	电流检测输入脚。
GATE	标识电极的门驱动电源MOSFET的输出

本实用新型所提出的具有过电压自动保护功能电源适配器可广泛应用于以下几个方面，如：各种电池充电器、适配器等；DVD、VCD、机顶盒等各种电源；通用离线式开关电源系统；非隔离式电源系统(白色家电，电磁炉等)；在1～75W的各种开关电源。HY3.0CH001F(欧规)手机充电器是其中一个应用实例。在HY3.0CH001F(欧规)手机充电器中，输入过压保护值280V±5％。当充电器接通电源且AC电压超过280V±5％时，本充电器会自动关断，无电压输出。

Claims (3)

1.一种电源适配器，其中包括壳体，所述壳体内设有元器件安装PCB板，所述PCB板上设有交流整流器、浪涌吸收电路、开关电源控制电路、变压器和稳压电路，其特征在于，所述PCB板上还设有与所述开关电源控制电路相连的过电压自动保护集成电路，所述过电压自动保护集成电路中包括过电压自动切断和恢复装置。

2.根据权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，所述PCB板上还设有过电流保护电路，用于保证电源适配器在过电流状态下不被损坏。

3.根据权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，所述PCB板上还设有过载保护电路，用于保证电源适配器在过载状态下不被损坏。

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