一种AC-DC适配器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种AC‑DC适配器，该AC‑DC适配器包括市电整流滤波电路、隔离功率传输转换电路、高频振荡及稳压保护电路、第一驱动及开关电路和次级整流滤波电路；第一驱动及开关电路包括第一集成电路栅极驱动器和第一氮化镓晶体管，第一集成电路栅极驱动器控制第一氮化镓晶体管通断，第一氮化镓晶体管对初级绕组线圈上的电压进行斩波，得到脉冲电压。本实用新型专利技术通过将氮化镓晶体管作为AC‑DC适配器的功率开关器件，并利用第一集成电路栅极驱动器驱动氮化镓晶体管，使氮化镓晶体管工作在更高的开关频率下，实现了更高开关频率、低功耗、高效率以及小体积化的AC‑DC适配器。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电源适配器
，尤其涉及一种AC-DC适配器。
技术介绍
目前，平板电脑、手机、数码相机、摄像机和智能电视等终端设备逐渐普及，电源适配器被广泛应用于为这些终端设备提供直流电源。随着科技的不断进步，电源适配器未来发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于电源适配器轻、小、薄的关键技术是高频化，因此电源适配器厂家都致力同步开发新型高智能化的元器件。传统电源适配器内部的开关元件一般是金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)，开关频率在150KHz以内。然而，一方面，由于MOSFET的导通电阻大，故导通损耗大；另一方面，由于MOSFET的自身材料特性导致开关速度慢，故开关损耗大，并且频率越高，损耗越大，损耗功率都变成热，造成电源适配器内的散热器件以及变压器体积增大，从而使得电源适配器大而重。目前，可以使用氮化镓半导体开关元件或CoolMOS半导体开关元件等代替MOSFET，不仅可以降低功耗，而且可以提高开关频率，从而进一步缩小适配器中变压器的体积，以减小适配器的体积。但是，受氮化镓半导体开关元件或CoolMOS半导体开关元件栅源驱动电压的限制，高频开关频率控制器件输出的脉冲无法满足栅源驱动电压，以致无法使开关元件工作在更高的开关频率下。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种AC-DC适配器，以进一步提高电源适配器
的开关频率，缩小电源适配器的体积。为达此目的，本技术采用以下技术方案：本技术实施例提供了一种AC-DC适配器，包括市电整流滤波电路、隔离功率传输转换电路、高频振荡及稳压保护电路、第一驱动及开关电路和次级整流滤波电路；所述市电整流滤波电路用于对市电进行整流滤波，将整流滤波后的初级直流电压传输给所述隔离功率传输转换电路和所述高频振荡及稳压保护电路，所述初级直流电压为所述高频振荡及稳压保护电路供电；所述隔离功率传输转换电路包括绕线变压器，用于将所述绕线变压器中的初级绕组线圈上的脉冲电压进行变压，并将变压后的次级交流电压由所述绕线变压器中的第一次级绕组线圈传输给所述次级整流滤波电路；所述高频振荡及稳压保护电路用于控制输出第一高频脉冲波给所述第一驱动及开关电路；所述第一驱动及开关电路包括第一集成电路栅极驱动器和第一氮化镓晶体管，所述第一集成电路栅极驱动器用于将所述第一高频脉冲波降压为恒5V幅值脉冲波，以控制所述第一氮化镓晶体管通断，所述第一氮化镓晶体管用于对流经所述初级绕组线圈上的所述初级直流电压进行斩波，得到所述脉冲电压；所述次级整流滤波电路用于对所述次级交流电压进行整流滤波，输出直流负载电压。进一步地，所述次级整流滤波电路包括次级同步整流控制电路、第二驱动及开关电路和次级滤波电路；所述次级同步整流控制电路用于根据所述次级交流电压输出第二高频脉冲波给所述第二驱动及开关电路，以使所述第二驱动及开关电路对所述次级交流
电压进行同步整流；所述第二驱动及开关电路包括第二集成电路栅极驱动器和第二氮化镓晶体管，所述第二集成电路栅极驱动器用于将所述第二高频脉冲波降压为恒5V幅值脉冲波，以控制所述第二氮化镓晶体管通断；所述次级滤波电路用于对同步整流后的交流电压进行滤波。进一步地，还包括次级电压反馈电路，用于根据所述直流负载电压生成反馈电流，传输给所述高频振荡及稳压保护电路，以使所述高频振荡及稳压保护电路调整所述第一高频脉冲波。进一步地，所述次级同步整流控制电路包括运放比较电路，所述次级电压反馈电路包括光电耦合器、所述运放比较电路和分压电阻；所述分压电阻对所述直流负载电压分压得到取样电压，所述运放比较电路比较取样电压与参考电压，产生误差电压给所述光电耦合器，通过所述光电耦合器输出反馈电流。进一步地，还包括电磁干扰EMI滤波电路，连接于市电，用于滤除所述市电中的高频电磁噪声，将滤除噪声后的交流电压传输给所述市电整流滤波电路。进一步地，还包括保险管，所述市电上的火线通过所述保险管接入所述EMI滤波电路。进一步地，所述高频振荡及稳压保护电路还包括箝位吸收电路，并联于所述初级绕组线圈。进一步地，所述箝位吸收电路为RCD吸收电路。进一步地，所述第一驱动及开关电路还包括栅极放电吸收电路，连接于所述第一集成电路栅极驱动器和第一氮化镓晶体管之间。本技术的有益效果：本技术提供的AC-DC适配器，将氮化镓高电
子迁移率晶体管(氮化镓晶体管)作为AC-DC适配器的功率开关器件，并利用第一集成电路栅极驱动器，将高频振荡及稳压保护电路输出的高频脉冲波的幅值降至满足氮化镓晶体管的栅源驱动电压(恒5V幅值脉冲波)，以驱动氮化镓晶体管，使氮化镓晶体管工作在更高的开关频率下，且导通电阻小，导通速度快，进而减小了开关功耗，减少了散热量，可缩小散热器件的体积，实现了更高开关频率、低功耗、高效率以及小体积化的AC-DC适配器。附图说明图1是本技术提供的AC-DC适配器的结构框图；图2是本技术提供的市电整流滤波电路的电路图；图3是本技术提供的隔离功率传输转换电路的电路图；图4是本技术提供的高频振荡及稳压保护电路的电路图；图5是本技术提供的第一驱动及开关电路的电路图；图6是本技术提供的次级同步整流控制电路及第二驱动及开关电路的电路图；图7是本技术提供的次级滤波电路的电路图；图8是本技术提供的次级电压反馈电路的电路图；图9是本技术提供的EMI滤波电路的电路图；图10是本技术提供的AC-DC适配器的电路图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案。图1是本技术实施例提供的AC-DC适配器的结构框图。如图1所示，该AC-DC适配器包括市电整流滤波电路1、隔离功率传输转换电路2、高频振荡
及稳压保护电路3、第一驱动及开关电路4和次级整流滤波电路5。其中，市电整流滤波电路1用于对市电进行整流滤波，将整流滤波后的初级直流电压传输给隔离功率传输转换电路2和高频振荡及稳压保护电路3，该初级直流电压为高频振荡及稳压保护电路3供电；隔离功率传输转换电路2包括绕线变压器，用于将绕线变压器中的初级绕组线圈上的脉冲电压进行变压，并将变压后的次级交流电压由绕线变压器中的第一次级绕组线圈传输给次级整流滤波电路5；高频振荡及稳压保护电路3用于控制输出第一高频脉冲波给第一驱动及开关电路4；第一驱动及开关电路4包括第一集成电路栅极驱动器和第一氮化镓晶体管，第一集成电路栅极驱动器用于将第一高频脉冲波降压为恒5V幅值脉冲波，以控制第一氮化镓晶体管通断，第一氮化镓晶体管用于对流经初级绕组线圈上的初级直流电压进行斩波，得到脉冲电压；次级整流滤波电路5用于对次级交流电压进行整流滤波，输出直流负载电压。示例性的，参见图2，上述市电整流滤波电路1可以包括桥式整流器BD1和第一电解电容EC1。其中，BD1的1脚和3脚接市电，BD1的4脚接初级地，该初级地与市电的零线相连接，BD1的2脚与EC1的正极相连接，EC1的负极接初级地。BD1对输入的市电进行整流后，经EC1滤波输出初级直流电压。参见图3，上述隔离功率传输转换电路2包括绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AC‑DC适配器，其特征在于，包括市电整流滤波电路、隔离功率传输转换电路、高频振荡及稳压保护电路、第一驱动及开关电路和次级整流滤波电路；所述市电整流滤波电路用于对市电进行整流滤波，将整流滤波后的初级直流电压传输给所述隔离功率传输转换电路和所述高频振荡及稳压保护电路，所述初级直流电压为所述高频振荡及稳压保护电路供电；所述隔离功率传输转换电路包括绕线变压器，用于将所述绕线变压器中的初级绕组线圈上的脉冲电压进行变压，并将变压后的次级交流电压由所述绕线变压器中的第一次级绕组线圈传输给所述次级整流滤波电路；所述高频振荡及稳压保护电路用于控制输出第一高频脉冲波给所述第一驱动及开关电路；所述第一驱动及开关电路包括第一集成电路栅极驱动器和第一氮化镓晶体管，所述第一集成电路栅极驱动器用于将所述第一高频脉冲波降压为恒5V幅值脉冲波，以控制所述第一氮化镓晶体管通断，所述第一氮化镓晶体管用于对流经所述初级绕组线圈上的所述初级直流电压进行斩波，得到所述脉冲电压；所述次级整流滤波电路用于对所述次级交流电压进行整流滤波，输出直流负载电压。

【技术特征摘要】
1.一种AC-DC适配器，其特征在于，包括市电整流滤波电路、隔离功率传输转换电路、高频振荡及稳压保护电路、第一驱动及开关电路和次级整流滤波电路；所述市电整流滤波电路用于对市电进行整流滤波，将整流滤波后的初级直流电压传输给所述隔离功率传输转换电路和所述高频振荡及稳压保护电路，所述初级直流电压为所述高频振荡及稳压保护电路供电；所述隔离功率传输转换电路包括绕线变压器，用于将所述绕线变压器中的初级绕组线圈上的脉冲电压进行变压，并将变压后的次级交流电压由所述绕线变压器中的第一次级绕组线圈传输给所述次级整流滤波电路；所述高频振荡及稳压保护电路用于控制输出第一高频脉冲波给所述第一驱动及开关电路；所述第一驱动及开关电路包括第一集成电路栅极驱动器和第一氮化镓晶体管，所述第一集成电路栅极驱动器用于将所述第一高频脉冲波降压为恒5V幅值脉冲波，以控制所述第一氮化镓晶体管通断，所述第一氮化镓晶体管用于对流经所述初级绕组线圈上的所述初级直流电压进行斩波，得到所述脉冲电压；所述次级整流滤波电路用于对所述次级交流电压进行整流滤波，输出直流负载电压。2.根据权利要求1所述的AC-DC适配器，其特征在于，所述次级整流滤波电路包括次级同步整流控制电路、第二驱动及开关电路和次级滤波电路；所述次级同步整流控制电路用于根据所述次级交流电压输出第二高频脉冲波给所述第二驱动及开关电路，以使所述第二驱动及开关电路对所述次级交流电压进行同步整流；所述第二驱动及开关电路包括第二集成电路栅极驱动器和第二氮化镓晶体
\t管，所述第二集成电路栅极驱动器用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，于洪宇，蒋苓利，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：新型
国别省市：广东;44