整流電路是組成開關電源適配器的主要部分,整流電路有單相半波、單相全波、單相橋、倍壓整流和多相整流等形式,這些整流電路都可以用于開關電源適配器電路中,只是開關電源適配器整流電路的工作頻率要遠遠高于普通線性直流穩壓電源的整流電路。
1.恒功率整流器。 在普通的限流型整流器中,有恒壓型整流器和恒流型整流器之分。在恒壓整流器中,其輸出電壓保持不變;而在恒流型整流器中,其輸出電流保持不變,如果負載電流超過限流值,整流器輸出電壓將隨電流的增加迅速下降,甚至整流器過流而關斷。在恒流型限流整流器中,其額定電流、限定和過流值三個電流值相當接近。功率整流器在交流輸入電壓和直流輸出電壓的變化范圍內均能給出額定功率。恒功率整流器與普通限流型整流器的不同之處是它有三個不同的輸出階段,即在恒壓階段和恒流階段中插入了一個恒功率階段,恒壓階段和恒流的工作情況與普通限流型整流器完全相同,恒功率階段是普通限流型整流器所沒有的,有了恒功率階段便可保持整流器輸出功率不變。當普通的限流型整流器的輸出電流超過限定值時,輸出電壓會大幅降低,不能保證輸出功率不變。但在恒功率整流器中,當輸出電流超過限定值時,輸出電壓也會下降,但降低的速度不像限流型整流器那么快,仍可保持其輸出功率不變,維持電子設備正常工作。所以在采用恒功率整流器的開關電源的設計中,只考慮電子設備的最大負載和整流器的冗余,以確定開關電源適配器的而定輸出功率,也隨之確定了輸出電壓和輸出電流的調整范圍。
2.倍流整流器。 倍流整流器由高頻變壓器副邊、兩個電感器、兩個整流二極管和輸出電容器組成。倍流整流器的特點是高頻變壓器副邊繞組沒有中心抽頭,兩個濾波電感器繞制在同一個磁芯上,其電感量相同。這樣,流過變壓器副邊繞組和兩個電感器的電流只是輸出負載電流的一半,從而大大簡化了高頻變壓器很濾波電感器的結構設計和尺寸,倍流整流器的輸出電流是兩個濾波電感器電流之和,而兩個濾波電感器電流的脈沖波動是相互抵消的,所以倍流整流器可以得到脈沖電流很小的直流輸出。
3.同步整流器。 高速數據處理系統和筆記本電腦需要低電壓的超大規模高速集成電路IC,使得電源適配器的整流損耗變成了主要損耗,比如,以往DC/DC變換器采用硅肖特基二極管作為輸出整流二極管,DC/DC變換器正常工作時,硅肖特基二極管的正向壓降為0.4V~0.6V,而DC/DC變換器的輸出電壓為5V左右;當輸出電流較大時,硅肖特基上的功耗很大,DC/DC變換器的效率大大降低。現在高速數據處理系統的電源電壓已經降到3V左右,甚至是1.5V~1.8V,顯然用硅肖特基二極管作為輸出整流時,效率更低。研究顯示,大約有22%的功率消耗在硅肖特基二極管上。為了提高效率,現采用了具有低導通電阻的MOSFET器件進行整流,由于MOSFET的正向壓降小,目前MOSFET已成功的用于整流電路,大大提高了變換器的效率并且不存在由肖特基勢壘電壓而造成的死區電壓。MOSFET屬于電壓控制型器件,它在導通時的伏安特性呈線性關系。用功率MOSFET做整流器時,要求柵極電壓必須與被整流電壓的相位保持同步才能完成整流功能,故稱之為同步整流。 用于同步整流的MOSFET開關器件稱為同步整流管SR。優點是導通電阻小,可做到毫歐量級,正向壓降小,功率變換器的效率高,同時還有阻斷電壓高、反向電流小等優點,所以在大功率、低輸出電壓的功率變換器中被廣泛采用。