Princip kola USB adaptera za napajanje

Trenutno, prenosivi elektronski uređaji rastu iz dana u dan. Proširili su se sa jednostavnih radija na CDS, mobilne telefone, VCDS, MP3, MP4, prenosive računare, tablet računare, igraće konzole, itd. Oni sami po sebi nisu velike veličine i male težine. Međutim, tradicionalni transformatori energetske frekvencije postupno su izbačeni zbog svojih nedostataka kao što su nepostojanje funkcije stabilizacije napona, visoki unutrašnji otpor, veliki gubici i velika težina. Trenutno je više od 96% AC adaptera koji se koriste zajedno sa prenosivim elektronskim uređajima dizajnirano kao prekidačko napajanje. Evo uvoda u USB adapter za napajanje konstantne struje/konstantnog napona od 2,5 W. Njegov ulazni napon je 85V do 265VAC, izlazni napon je 5V, a izlazna struja je 0,5A.

5V0.5A

Kolo 2,5W (5V0,5A) AC široko{3}}ulaznog punjača baterija za mobilni telefon dizajniranog preko USB adaptera za napajanje prikazano je na slici. FR je otpornik osigurača. Snaga od 85-265V AC se ispravlja preko VD1 - VD4 mosta, a zatim prolazi kroz filter sastavljen od induktora L1, C1 i C2 kako bi se dobio DC visoki napon Ui. R1 je otpor prigušenja L1. Koristeći prednost karakteristike podrhtavanja frekvencije TNY264, moguće je ispuniti međunarodni standard za suzbijanje provodnih elektromagnetnih smetnji (EMI) jednostavnim filterom i sigurnosnim kondenzatorom C8 (koji se naziva Y kondenzator). Čak iu najnepovoljnijem slučaju kada je kapacitivno opterećenje na izlaznom kraju uzemljeno, EMI se i dalje može efikasno potisnuti dodavanjem zaštitnog sloja na visoko{25}}transformator visoke frekvencije. Zaštitni krug od stezanja sastoji se od diode VD6, kondenzatora C3 i otpornika R2, koji mogu ograničiti vršni napon primijenjen na odvod kada je MOSFET isključen unutar sigurnog raspona. Kada je izlazna struja manja od 500mA, petlja za upravljanje naponom radi, dok strujna kontrolna petlja ne radi zbog prekida tranzistora VT. U ovom trenutku, izlazni napon je zajednički podešen padom napona LED u optokapleru IC2 (LTV817) i vrijednošću stabilizacije napona diode za stabilizaciju napona VS. Otpornik R8 osigurava struju prednapona diodi za stabilizaciju napona, čineći da se stabilizirajuća struja Iz VS približava tipičnoj vrijednosti. Napon sekundarne strane se ispravlja i filtrira pomoću VD5, C5, L2 i C6 kako bi se dobio izlazni napon od +5V.
 

Frekvencija prebacivanja USB adaptera za napajanje je relativno visoka. Tokom procesa obrnutog oporavka nakon isključivanja izlazne ispravljačke cijevi VD5, generiraće se šum pri uključivanju, koji može oštetiti cijev ispravljača. Iako je RC apsorpciono kolo sastavljeno od otpornika i kondenzatora u seriji povezano paralelno preko VD5, može potisnuti šum prebacivanja do određene mjere, efekat još uvijek nije idealan. Štoviše, to će uzrokovati gubitak snage na otporniku. Rješenje je spajanje magnetne perle u seriju sa izlaznim ispravljačkim filterom. Strujna kontrolna petlja se sastoji od tranzistora VT, otpornika za detekciju struje R4 i optokaplera IC2. Kada se izlazna struja približi 500mA, zbog povećanja pada napona na R4, napon emitera tranzistora VT također raste, a VT ulazi u područje pojačanja. U ovom trenutku, strujna kontrolna petlja počinje funkcionirati, a izlaz pokazuje konstantnu strujnu karakteristiku. Došlo je do kvara kratkog spoja na neposrednom izlaznom terminalu, uzrokujući naglo povećanje struje i nula izlaznog napona. Zbog ukupnog pada napona na otpornicima R6 i R4 koji je približno 1,2V, normalan rad LED diode u VT-u i optokapleru se i dalje može održati. R3 je osnovni strujni otpornik.