USB-toiteadapteri vooluahela põhimõte

Jun 28, 2025 Jäta sõnum

 

image.png
Praegu kasvab kaasaskantavate elektroonikaseadmete arv iga päevaga. Lihtraadiotest on need laienenud CDS-i, mobiiltelefonide, VCDS-i, MP3-de, MP4-de, kaasaskantavate arvutite, tahvelarvutite, mängukonsoolide jne. Traditsioonilised toitesagedustrafod on aga järk-järgult kasutuselt kõrvaldatud nende puuduste tõttu, nagu pinge stabiliseerimisfunktsiooni puudumine, suur sisetakistus, suur kadu ja suur kaal. Praegu on enam kui 96% vahelduvvooluadapteritest, mida kasutatakse koos kaasaskantavate elektroonikaseadmetega, lülitustoiteallikatena. Siin on sissejuhatus 2,5 W konstantse voolu/konstantse pinge väljundiga USB-toiteadapterisse. Selle sisendpinge on 85 V kuni 265 VAC, väljundpinge on 5 V ja väljundvool 0,5 A.
3
5V0.5A

2,5 W (5V0,5A) vahelduvvoolu laia ulatusega mobiiltelefoni akulaadija, mis on loodud USB-toiteadapteri abil, on näidatud joonisel. FR on kaitsme takisti. 85-265 V vahelduvvoolu toide alaldatakse VD1 - VD4 silla abil ja seejärel läbib see filtri, mis koosneb induktiivpoolidest L1, C1 ja C2, et saada alalisvoolu kõrgepinge Ui. R1 on L1 summutustakistus. Kasutades ära TNY264 sagedusvärina funktsiooni, on võimalik täita juhtivate elektromagnetiliste häirete (EMI) summutamise rahvusvahelist standardit lihtsa filtri ja turvakondensaatoriga C8 (nimetatakse Y kondensaatoriks). Isegi kõige ebasoodsamal juhul, kui mahtuvuslik koormus väljundi otsas on maandatud, saab EMI-d siiski tõhusalt maha suruda, lisades kõrgsageduslikule{25}}trafole varjestuskihi. Kinnituskaitseahel koosneb dioodist VD6, kondensaatorist C3 ja takistist R2, mis võivad piirata äravoolule rakendatavat tipppinget, kui toide MOSFET on ohutus vahemikus. Kui väljundvool on alla 500 mA, töötab pinge juhtahel, samas kui voolu juhtahel ei tööta transistori VT väljalülituse tõttu. Siinkohal seatakse väljundpinge ühiselt optroni IC2 (LTV817) LED-i päripinge langus ja pinge stabiliseerimisdioodi VS pinge stabiliseerimisväärtus. Takisti R8 annab pinge stabiliseerimisdioodile eelpingevoolu, muutes VS stabiliseerimisvoolu Iz lähenema tüüpilisele väärtusele. Sekundaarne külgpinge alaldatakse ja filtreeritakse VD5, C5, L2 ja C6 abil, et saada väljundpinge +5V.
 

USB-toiteadapteri lülitussagedus on suhteliselt kõrge. Pöördtaastamise käigus pärast väljundalaldi toru VD5 väljalülitamist tekib lülitusmüra, mis võib kahjustada alaldi toru. Kuigi jadamisi takistitest ja kondensaatoritest koosnev RC-neeldumisahel on VD5-ga paralleelselt ühendatud, võib see lülitusmüra teatud määral summutada, kuid efekt pole siiski ideaalne. Lisaks põhjustab see takisti voolukadu. Lahenduseks on magnetriba jadamisi ühendamine väljundalaldi filtriga. Voolu juhtahel koosneb transistorist VT, voolu tuvastamise takistist R4 ja optronilist IC2. Kui väljundvool läheneb 500 mA-le, tõuseb R4 pingelanguse suurenemise tõttu ka transistori VT emitteri pinge ja VT siseneb võimenduspiirkonda. Sel hetkel hakkab voolu juhtahel toimima ja väljundil on konstantne vooluomadus. Vahetul väljundklemmil tekkis lühis, mille tõttu vool järsult suurenes ja väljundpinge oli null. Kuna kogu takistite R6 ja R4 pingelangus on ligikaudu 1,2 V, saab VT ja optroni LED-i normaalset tööd siiski säilitada. R3 on baasi piirav voolutakisti.

 

Küsi pakkumist

Küsi pakkumist