电源适配器实际输出功率问题分析

实际应用中电源适配器真的可以输出如此大的功率吗?比如TOP250规格书中宣称,开放式电源适配器可以在230V(1±15%)供电条件下输出290W!

究竟能不能达到,回过头来算一下就知道了｡

230V(1±15%)最低电压为195.5V,对应整流输出电压平均值为255V｡最高电压为265V,对应的最高整流输出电压约为370V(轻载为375V)｡

对于一个耐压700V的开关管,所剩电压为30V,扣除变压器漏感产生的尖峰电压约100-150V,所剩电压为180~230V,在扣除安全裕量50V,所剩电压为130~180V｡这个电压就是变压器一次侧的反冲电压｡对应的开关管最大占空比为

在绝大多数情况下,反激式电源适配器的开关管最大占空比是不能超过0｡5的,在这里用0｡5最为最大占空比｡

TOP250规格书中的自保护电流限制值的最小值为5｡859A,也就是说正常用的时候开关管漏极电流一定要低于5.859A｡

根据反激式电源适配器的输出功率与输入电压､占空比､效率的关系

计算结果的不低于290W｡

接下来看开关管承受的有效值电流:

在关心温度为100℃条件下产生的导通损耗为:12｡3W｡这个功率在管芯到管壳产生的温度差为24｡5℃,也就是说管芯为100℃时,外壳的温度仅为75℃,那么要维持这个温度即使不考虑管壳与散热器的接触热阻,散热器的热阻也要不高于2℃/W,需要散热面积至少为350cm2,这时的散热器是带电的,散热器大概需要82mmx25mmx70mm的尺寸,如此大的带电散热器对应的电源适配器外壳是难以想象的｡那么就需要TOP Switch外壳与散热器电气隔离｡

如果TOP Switch的外壳需要与散热器电气隔离,其隔离热阻约为1℃/W｡则散热器的温度仅仅为62｡5℃,散热器热阻就要低于1℃/W,这使得一般的电源适配器外壳无法耗散出如此热量｡

如果电源适配器电压为85-265V国际电源适配器电压,则TOP Switch规格书中的开放式电源适配器为210W就必须工作在电流连续状态｡

由此可以看到, TOP Switch规格书中给出的输出功率仅仅是一个极限功率,实际应用中需要降额一半甚至更多才比较合理｡

在中国,电源适配器应为220V(1±20%),这样对应的输出功率与电流的关系一般为每安培电流对应32W,这样,TOP250仅能输出187W｡这是工作在自保护限流值状态下,但是电源适配器是不应该工作在自保护电流值状态下的,加入留有20%的余量,则输出功率仅约150W,如果变压器设计不当,最大占空比不能实现,又会使得最大输出功率降低至少0%,这时的输出最大功率仅剩下120W,还不到290W的42%,所以对TOP Switch的最大输出功率在实际应用中要降额｡