규제된 전원 어댑터 소개
2021.03.04
전자 기기는 전원 어댑터 와 분리할 수 없습니다. 전원 어댑터는 전자 기기에 필요한 에너지를 공급하며, 이는 전자 기기에서 전원 어댑터의 중요성을 결정합니다. 전원 어댑터의 품질은 전자 기기의 작동 안정성에 직접적인 영향을 미치므로 전자 기기의 전원 어댑터에 대한 요구 사항도 증가하고 있습니다. 기존 전원 어댑터는 주로 선형 조절 전원 어댑터(선형 전원 어댑터라고 함)와 스위칭 조절 전원 어댑터 (전원 어댑터라고 함)의 두 가지 주요 범주로 구성됩니다. 이 두 가지 유형의 전원 어댑터는 고유한 특성으로 인해 널리 사용됩니다. 선형 전원 어댑터
선형 전원 어댑터의 구성 블록 다이어그램은 그림에 표시되어 있습니다.
그림 선형 전원 어댑터의 블록 다이어그램
선형 전원 어댑터는 일반적으로 전압 변환, 정류, 필터링, 전압 안정화의 네 가지 부분으로 구성됩니다.
변압기-AC 그리드 전압을 원하는 AC 전압으로 전환합니다. 변환 과정은 일반적으로 변압기로 완료되며 일부는 전압 감소를 위해 커패시터를 사용합니다.
정류-AC 전압을 DC 전압으로 변환합니다. 정류 회로는 일반적으로 반파 정류 회로, 전파 정류 회로, 브리지 정류 회로 등을 갖습니다. 브리지 정류 회로가 더 일반적으로 사용됩니다.
필터링—정류로 얻은 맥동 직류(크기의 규칙적인 변화)에서 AC 성분을 필터링합니다. 일반적으로 사용되는 필터 회로에는 커패시터 필터 회로, 인덕턴스 필터 회로 및 저항-커패시턴스 필터 회로가 있습니다.
전압 안정화-그리드 전압 및 부하의 변화에 따라 출력 DC 전압이 변하지 않더라도 필터 회로에 의해 출력되는 DC 전압을 안정화합니다. 전압 안정화 기능은 전압 안정화 다이오드, DC/DC 컨버터, 직렬 전압 안정화 회로 등을 통해 완성할 수 있습니다.
선형 전원 어댑터의 장점은 안정성이 좋고 신뢰성이 높으며 출력 전압 정확도가 높고 출력 리플 전압이 낮다는 것입니다. 단점은 전원 주파수 변압기와 필터를 사용해야 한다는 것입니다. 무게와 부피가 크고 조정 튜브의 전력 소비가 커서 전원 어댑터의 효율성이 크게 떨어집니다. 일반적으로 전원 어댑터의 효율성은 50%를 넘지 않습니다. 그러나 뛰어난 출력 특성으로 인해 전원 어댑터의 성능 요구 사항이 높은 경우에 널리 사용됩니다.
전원 어댑터
전원 어댑터는 제어 장치가 ON 및 OFF 상태에서 작동하기 때문에 이름이 붙었습니다. 그 본질은 회로에서 제어 장치의 켜짐 시간을 변경하여 출력 전압의 크기를 변경하여 출력 전압의 안정성을 유지하는 목적을 달성하는 것입니다. 전원 어댑터의 회로도와 입출력 파형이 그림에 나와 있습니다.
그림에서 전원 어댑터의 회로도와 입출력 파형도에서 Ui는 정류 후 불안정한 DC 전압입니다. Uo는 절단된 출력 전압입니다. S는 스위치 제어 장치입니다. RL은 부하입니다. T는 스위치 켜짐 및 꺼짐 주기입니다. Ton은 스위치 닫힘 시간이 켜짐 시간이고 Toff는 스위치 꺼짐 시간, 즉 꺼짐 시간입니다.
선형 전원 어댑터와 비교했을 때 전원 어댑터는 현대 전자 장비의 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 20세기 중반에 전원 어댑터가 발명된 이래로 뛰어난 장점으로 인해 컴퓨터, 통신, 항공우주, 사무 및 전기 장비에 널리 사용되었습니다. 선형 전원 어댑터를 대체할 가능성이 높습니다.
전원 어댑터는 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.
1. 효율적이다.
전원 어댑터의 조정 튜브는 스위칭 상태에서 작동하며, 출력 전압의 크기는 조정 튜브의 전도 및 차단 시간의 비율을 변경하여 변경할 수 있습니다. 조정 튜브가 포화되고 전도될 때 큰 전류가 흐르더라도 포화 튜브 전압 강하는 매우 작습니다. 조정 튜브가 차단되면 튜브는 더 높은 전압을 견뎌내지만 조정 튜브를 통해 흐르는 전류는 기본적으로 0과 같습니다. 스위칭 상태에서 작동하는 조정 튜브의 전력 소비가 매우 작음을 알 수 있습니다. 따라서 전원 어댑터의 효율은 비교적 높으며 일반적으로 최대 65%~90%입니다.
2. 작은 크기와 가벼운 무게
조정 튜브의 전력 소모가 작기 때문에 라디에이터도 그에 따라 줄일 수 있습니다. 게다가 전원 어댑터는 50Hz 전원 주파수 변압기를 제거할 수도 있고, 스위칭 주파수는 보통 수십 킬로헤르츠이므로 필터 인덕터와 커패시터의 용량을 크게 줄일 수 있습니다. 따라서 전원 어댑터는 같은 전력의 선형 전원 어댑터보다 크기와 무게가 훨씬 작습니다.
3. 그리드 전압에 대한 요구 사항이 낮습니다.
전원 어댑터의 출력 전압은 레귤레이팅 튜브의 켜짐과 꺼짐 시간의 비율과 관련이 있고 입력 DC 전압의 진폭 변화가 거의 영향을 미치지 않기 때문에 그리드 전압의 큰 변동이 허용됩니다. 일반적인 선형 전압 안정화 회로는 그리드 전압이 ±10% 변동하는 것을 허용하는 반면 스위칭 전압 안정화 회로는 그리드 전압이 140-260V이고 그리드 주파수가 ±4% 변동하더라도 정상적으로 작동할 수 있습니다.
4. 조정관의 제어회로가 더 복잡하다.
조정 튜브가 스위칭 상태에서 작동하도록 하려면 제어 회로를 추가해야 합니다. 조정 튜브에서 출력된 펄스 파형은 출력단으로 전송되기 전에 LC로 필터링해야 합니다. 따라서 선형 전원 어댑터와 비교할 때 구조가 더 복잡하고 디버깅이 더 번거롭습니다.
5. 출력 전압의 리플 및 노이즈 성분이 크다.
조정 튜브는 스위칭 상태에서 작동하여 스파이크 간섭 및 고조파 신호를 생성합니다. 정류 및 필터링 후 출력 전압의 리플 및 노이즈 구성 요소는 여전히 선형 전원 어댑터보다 큽니다.
앞으로 스위칭 전원 공급 어댑터의 개발은 기존의 장점을 유지하는 것 외에도 주로 새로운 기술과 새로운 기술적 조치를 도입하여 자체 단점 중 일부를 극복하는 데 중점을 두고 있습니다.
선형 전원 어댑터의 구성 블록 다이어그램은 그림에 표시되어 있습니다.
그림 선형 전원 어댑터의 블록 다이어그램
선형 전원 어댑터는 일반적으로 전압 변환, 정류, 필터링, 전압 안정화의 네 가지 부분으로 구성됩니다.
변압기-AC 그리드 전압을 원하는 AC 전압으로 전환합니다. 변환 과정은 일반적으로 변압기로 완료되며 일부는 전압 감소를 위해 커패시터를 사용합니다.
정류-AC 전압을 DC 전압으로 변환합니다. 정류 회로는 일반적으로 반파 정류 회로, 전파 정류 회로, 브리지 정류 회로 등을 갖습니다. 브리지 정류 회로가 더 일반적으로 사용됩니다.
필터링—정류로 얻은 맥동 직류(크기의 규칙적인 변화)에서 AC 성분을 필터링합니다. 일반적으로 사용되는 필터 회로에는 커패시터 필터 회로, 인덕턴스 필터 회로 및 저항-커패시턴스 필터 회로가 있습니다.
전압 안정화-그리드 전압 및 부하의 변화에 따라 출력 DC 전압이 변하지 않더라도 필터 회로에 의해 출력되는 DC 전압을 안정화합니다. 전압 안정화 기능은 전압 안정화 다이오드, DC/DC 컨버터, 직렬 전압 안정화 회로 등을 통해 완성할 수 있습니다.
선형 전원 어댑터의 장점은 안정성이 좋고 신뢰성이 높으며 출력 전압 정확도가 높고 출력 리플 전압이 낮다는 것입니다. 단점은 전원 주파수 변압기와 필터를 사용해야 한다는 것입니다. 무게와 부피가 크고 조정 튜브의 전력 소비가 커서 전원 어댑터의 효율성이 크게 떨어집니다. 일반적으로 전원 어댑터의 효율성은 50%를 넘지 않습니다. 그러나 뛰어난 출력 특성으로 인해 전원 어댑터의 성능 요구 사항이 높은 경우에 널리 사용됩니다.
전원 어댑터
전원 어댑터는 제어 장치가 ON 및 OFF 상태에서 작동하기 때문에 이름이 붙었습니다. 그 본질은 회로에서 제어 장치의 켜짐 시간을 변경하여 출력 전압의 크기를 변경하여 출력 전압의 안정성을 유지하는 목적을 달성하는 것입니다. 전원 어댑터의 회로도와 입출력 파형이 그림에 나와 있습니다.
그림에서 전원 어댑터의 회로도와 입출력 파형도에서 Ui는 정류 후 불안정한 DC 전압입니다. Uo는 절단된 출력 전압입니다. S는 스위치 제어 장치입니다. RL은 부하입니다. T는 스위치 켜짐 및 꺼짐 주기입니다. Ton은 스위치 닫힘 시간이 켜짐 시간이고 Toff는 스위치 꺼짐 시간, 즉 꺼짐 시간입니다.
선형 전원 어댑터와 비교했을 때 전원 어댑터는 현대 전자 장비의 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 20세기 중반에 전원 어댑터가 발명된 이래로 뛰어난 장점으로 인해 컴퓨터, 통신, 항공우주, 사무 및 전기 장비에 널리 사용되었습니다. 선형 전원 어댑터를 대체할 가능성이 높습니다.
전원 어댑터는 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.
1. 효율적이다.
전원 어댑터의 조정 튜브는 스위칭 상태에서 작동하며, 출력 전압의 크기는 조정 튜브의 전도 및 차단 시간의 비율을 변경하여 변경할 수 있습니다. 조정 튜브가 포화되고 전도될 때 큰 전류가 흐르더라도 포화 튜브 전압 강하는 매우 작습니다. 조정 튜브가 차단되면 튜브는 더 높은 전압을 견뎌내지만 조정 튜브를 통해 흐르는 전류는 기본적으로 0과 같습니다. 스위칭 상태에서 작동하는 조정 튜브의 전력 소비가 매우 작음을 알 수 있습니다. 따라서 전원 어댑터의 효율은 비교적 높으며 일반적으로 최대 65%~90%입니다.
2. 작은 크기와 가벼운 무게
조정 튜브의 전력 소모가 작기 때문에 라디에이터도 그에 따라 줄일 수 있습니다. 게다가 전원 어댑터는 50Hz 전원 주파수 변압기를 제거할 수도 있고, 스위칭 주파수는 보통 수십 킬로헤르츠이므로 필터 인덕터와 커패시터의 용량을 크게 줄일 수 있습니다. 따라서 전원 어댑터는 같은 전력의 선형 전원 어댑터보다 크기와 무게가 훨씬 작습니다.
3. 그리드 전압에 대한 요구 사항이 낮습니다.
전원 어댑터의 출력 전압은 레귤레이팅 튜브의 켜짐과 꺼짐 시간의 비율과 관련이 있고 입력 DC 전압의 진폭 변화가 거의 영향을 미치지 않기 때문에 그리드 전압의 큰 변동이 허용됩니다. 일반적인 선형 전압 안정화 회로는 그리드 전압이 ±10% 변동하는 것을 허용하는 반면 스위칭 전압 안정화 회로는 그리드 전압이 140-260V이고 그리드 주파수가 ±4% 변동하더라도 정상적으로 작동할 수 있습니다.
4. 조정관의 제어회로가 더 복잡하다.
조정 튜브가 스위칭 상태에서 작동하도록 하려면 제어 회로를 추가해야 합니다. 조정 튜브에서 출력된 펄스 파형은 출력단으로 전송되기 전에 LC로 필터링해야 합니다. 따라서 선형 전원 어댑터와 비교할 때 구조가 더 복잡하고 디버깅이 더 번거롭습니다.
5. 출력 전압의 리플 및 노이즈 성분이 크다.
조정 튜브는 스위칭 상태에서 작동하여 스파이크 간섭 및 고조파 신호를 생성합니다. 정류 및 필터링 후 출력 전압의 리플 및 노이즈 구성 요소는 여전히 선형 전원 어댑터보다 큽니다.
앞으로 스위칭 전원 공급 어댑터의 개발은 기존의 장점을 유지하는 것 외에도 주로 새로운 기술과 새로운 기술적 조치를 도입하여 자체 단점 중 일부를 극복하는 데 중점을 두고 있습니다.