本發(fā)明涉及一種大功率電源適配器中的控制電路，特別涉及一種能抵抗4kv雷擊浪涌且具防emi干擾的抗雷擊電路和采用該抗雷擊電路的電源適配器。

背景技術(shù)：

電源適配器在人們生活中被廣泛應(yīng)用，從移動式設(shè)備、小家電到通訊設(shè)備，其可將交流電轉(zhuǎn)換成直流電并給供電設(shè)備(如移動終端、便攜式音箱等)提供安全穩(wěn)定的直流輸出。

當(dāng)使用者攜帶電源適配器外出并進(jìn)入惡劣環(huán)境、海拔較高的雷電多發(fā)區(qū)域或者處于未設(shè)防雷保護(hù)裝置的區(qū)域?qū)τ秒娧b置進(jìn)行充電時(shí)，突發(fā)的雷電會在市電傳輸線上產(chǎn)生瞬間電壓或電流尖峰(即浪涌電流)，該電壓或電流尖峰會在電源適配器中產(chǎn)生較強(qiáng)的共模噪聲，由此，極有可能導(dǎo)致該電源適配器損壞。

隨著人們對用電設(shè)備的電源要求越來越高，為確保正常穩(wěn)定供電，現(xiàn)有技術(shù)中在電源適配器的變壓器的初級與地端之間設(shè)置y電容，但該設(shè)置存在如下不足：

1)y電容會使與電源適配器相連的相關(guān)通訊設(shè)備受到干擾，其原理是：y電容會將變壓器初級繞組產(chǎn)生的一部分共模噪聲干擾耦合到次級繞組，并經(jīng)與該次級繞組相接的數(shù)據(jù)傳輸通道耦合到相關(guān)的終端設(shè)備，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸失真。

2)y電容會使電流泄漏，造成安全隱患。

另外，現(xiàn)有的電源適配器18w(例如12v1.5a或12v2a)要通過雷擊4kv測試需要增加氣體放電管、tvs管等器件，而氣體放電管和tvs管成本高、體積大，針對電源適配器或充電器內(nèi)部空間有限的情況下，采用氣體放電管、tvs管的缺陷就尤為明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可抗雷擊浪涌且無電流泄漏的由成本較低的分離元件構(gòu)成的應(yīng)用于大功率電源適配器中的抗雷擊電路及該電源適配器。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的應(yīng)用于大功率電源適配器中的抗雷擊電路，包括電源輸入端和整流電路，在所述電源輸入端與整流電路之間設(shè)有低成本的分離元件組成且可替代y電容功能的抗雷擊浪涌的電路模塊，該電路模塊由防雷保險(xiǎn)絲、壓敏電阻、熱敏電阻、x電容、多個(gè)電阻和共模電感構(gòu)成，其中，

壓敏電阻的一端通過防雷保險(xiǎn)絲接于電源輸入l端，其另一端與熱敏電阻的一端相接并共接于電源輸入n端；

x電容的一端通過防雷保險(xiǎn)絲接于電源輸入l端，其另一端接于熱敏電阻的另一端；

電阻r1、電阻r2串接后并接于所述x電容的兩端；

電阻r1a、電阻r2a串接后并接于所述x電容的兩端；

共模電感連接在整流電路與x電容之間往返回路中。

所述電路模塊可抗的雷擊浪涌電壓不小于4kv。

本發(fā)明的大功率電源適配器，在其電源輸入端與整流電路之間設(shè)置有本發(fā)明的所述應(yīng)用于大功率電源適配器中的抗雷擊電路。

所述電源適配器中的變壓器采用ee22骨架，各繞組由內(nèi)向外依次按內(nèi)層初級繞組、反饋層繞組、次級繞組、屏蔽層繞組和外層初級繞組構(gòu)成。

所述內(nèi)層初級繞組、反饋層繞組、屏蔽層繞組和外層初級繞組同向繞制，所述次級繞組與其它各組繞組的繞制方向相反。

該電源適配器輸出功率為18w。

本發(fā)明采用成本較低的分離元件，如普通保險(xiǎn)絲、壓敏電阻、熱敏電阻、x電容和共模電感組合成抗雷擊電路。該抗雷擊電路不僅可抗4kv雷擊浪涌對配置該電路的電源適配器的干擾，避免該適配器中的其它元件被擊穿、損壞，而且還可用其替代y電容防止電流泄漏，確保該電源適配器正常工作。

本發(fā)明將x電容與共模電感組合使用，使得在無y電容的情況下，提高抗emi干擾的能力，采用該結(jié)構(gòu)的電源適配器能通過美國加州能效六級和歐盟六級能效認(rèn)證，能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)87％，從而，相應(yīng)的也擴(kuò)展了適配器電源模塊的余量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電源模塊示意圖。

圖2為雷擊電路原理圖。

圖3為本發(fā)明的充電器的電路原理圖。

圖4為emi測試圖。

圖5為本發(fā)明的電源適配器采用的變壓器電路示意圖。

圖6為圖5中變壓器對應(yīng)的各繞組結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記如下：

具體實(shí)施方式

如圖1、2、3所示，本發(fā)明的應(yīng)用于大功率電源適配器中的抗雷擊電路主要用于輸出功率≧18w的電源適配器或充電器中。

其主要是在電源適配器或充電器中的電源輸入端與整流電路之間設(shè)置一個(gè)由低成本的分離元件組成的抗雷擊浪涌的電路模塊，該電路模塊不僅可以提高電源適配器或充電器抵抗4kv的雷擊浪涌電壓，而且其還可替代y電容的抑制共模噪聲干擾的作用。

該電路模塊由防雷保險(xiǎn)絲f1、壓敏電阻vr1、熱敏電阻rt1、x電容cx1、多個(gè)電阻和共模電感l(wèi)1構(gòu)成，其中，壓敏電阻vr1的一端通過防雷保險(xiǎn)絲f1接于電源輸入l端，其另一端與熱敏電阻rt1的一端相接并共接于電源輸入n端；x電容cx1的一端通過防雷保險(xiǎn)絲f1接于電源輸入l端，其另一端接于熱敏電阻的另一端；電阻r1、電阻r2串接后并接于所述x電容的兩端；電阻r1a、電阻r2a串接后并接于所述x電容cx1的兩端；共模電感l(wèi)1連接在整流電路與x電容cx1之間往返回路中。

上述電路模塊未設(shè)置y電容，也未采用價(jià)格較貴的防雷tvs管和氣體放電管，只需簡單的壓敏電阻，保險(xiǎn)絲，電感等器件通過合理組合組成具有較高的耐4kv雷擊浪涌的電路。

上述電路模塊中，保險(xiǎn)絲f1采用慢斷型保險(xiǎn)絲，防止在雷擊浪涌沖擊時(shí)，保險(xiǎn)絲的較快熔斷。壓敏電阻vr1用于在雷擊發(fā)生時(shí)，承受過壓時(shí)進(jìn)行電壓鉗位，吸收多余的電流以保護(hù)敏感器件。使用熱敏電阻rt1，增加輸入電路的阻抗，rt1的選擇基于效率與吸收浪涌電阻的平衡，阻值較大，導(dǎo)致效率的降低，降值小不能起到吸收浪涌電流的作用。

上述電路模塊中，降殘壓濾噪聲的作用由安規(guī)x電容cx與共模電感l(wèi)1組成來實(shí)現(xiàn)，cx1接在共模電感l(wèi)1之前；在雷擊浪涌產(chǎn)生時(shí)，經(jīng)過抗沖擊電路后，還會存在一定的的死壓尖峰，利用共模電感l(wèi)1的電流不能突變原理，此電路用于濾除第一電路后的尖峰。電阻r1,r1a,r2,r2a用于對x電容cx1進(jìn)行放電，安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)里都有同樣的x電容的放電的要求。具體要求為斷電后1秒內(nèi)所有x-cap放電至原來的37％以下，所以此放電用電阻是必須要增加。x電容用于跨接在l,n線之間，并經(jīng)過放電阻后,x電容兩端接在共模電感兩端間。采用共模電感與x電容組合，不僅可以濾除前級電路的殘壓，并且可以降低初級輸入引起的差模干擾以及濾除后端電路產(chǎn)生的共模干擾。

將本發(fā)明的所述抗雷擊電路安裝于電源適配器或充電器中，可以大大提高電源適配器和充電器的抗雷擊能力。

為了提高電源適配器或充電器的抗emi干擾，本發(fā)明選用的變壓器，采用ee22骨架，其上的各繞組由內(nèi)向外依次按內(nèi)層初級繞組、反饋層繞組、次級繞組、屏蔽層繞組和外層初級繞組構(gòu)成(以下將該結(jié)構(gòu)簡稱為三明治繞法，參見圖5、6所示)。

所述內(nèi)層初級繞組、反饋層繞組、屏蔽層繞組和外層初級繞組同向繞制，所述次級繞組與其它各組繞組的繞制方向相反。

內(nèi)層初級繞組選用ф0.3*1的漆包線正向密繞48圈。

反饋層繞組選用ф0.17*3的漆包線正向密繞11圈。

次級繞組選用ф0.6*1的三重絕緣線反向密繞9圈。

屏蔽層繞組選用ф0.17*2的漆包線正向密繞9圈。

外層初級繞組選用ф0.3*1的漆包線正向密繞22圈。

該結(jié)構(gòu)不需要銅皮作屏蔽層，也不需要磁芯通過引線接于初級地端，在節(jié)約成本的同時(shí)，還由于減少了采用銅皮充當(dāng)屏蔽層所需手工焊接的一道作業(yè)工序，使得繞制變壓器各繞組時(shí)，僅需使用繞線機(jī)一次即可完成所有繞組的繞制，使自動化制作變壓器得以實(shí)現(xiàn)。

內(nèi)層初級繞組、反饋層繞組和外層初級繞組采用相同規(guī)格的漆包線，該規(guī)格根據(jù)輸出功率和輸入電流大小確定(現(xiàn)有技術(shù)也是這樣確定規(guī)格的吧)。次級繞組采用的漆包線規(guī)格也是根據(jù)輸出電流的大小確定。通過調(diào)節(jié)屏蔽層繞組的圈線來調(diào)整抗電磁干擾能力。

所述的三明治繞法還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)三明治繞法可以減少變壓器的漏感，從而降低電壓尖峰，使開關(guān)管的電壓應(yīng)力降低，漏感的降低也可以有效吸收回路中的損耗及降低初級繞組與次級繞組之間的交流損耗。

2)改善emi：由開關(guān)管與地之間產(chǎn)生的共模干擾電流也可以降低，從而改善emi；由于在內(nèi)層初級繞組與外層初級繞組之間加入了一個(gè)次級繞組，所以減少了變壓器初級的層間分布電容，而層間電容的減少，就會使電路中的寄生振蕩減少，同樣可以降低開關(guān)管與次級整流管的電壓電流應(yīng)力，改善emi(測試的數(shù)據(jù)曲線圖見圖4所示)。

3)通過調(diào)整屏蔽層繞組的圈數(shù)，可以有效的降低存在于初級繞組與次級繞組之間的分布電容，從而在未設(shè)y電容的情況下達(dá)到減小共模噪聲干擾的效果。

4)通過減少一個(gè)屏蔽層(注：上述三明治繞法較現(xiàn)有技術(shù)中少一個(gè)屏蔽層)，在滿足emi測試的同時(shí)，可以有效的提高效率。

本發(fā)明的三明治繞法可通過調(diào)節(jié)屏蔽繞組，以及在輸出端增加一個(gè)共模電感l(wèi)2，可以達(dá)到在未設(shè)置y電容的情況下，達(dá)到y(tǒng)電容的效果，其能效轉(zhuǎn)換效率較高達(dá)到歐盟和美國六級能效要求。

此雷擊電路元件簡單，可以降低成本，并且只需占用產(chǎn)品較少的空間。