时间:2022-06-01 作者:本站
首先,我们过一下AC(交流)和DC(直流)的概念。
AC是英文Alternating Current(交流)的首字母缩写。
AC是大小和极性(方向)随时间呈周期性变化的电流。
电流极性在1秒内的变化次数被称为频率,以Hz为单位表示。
DC是英文Direct Current(直流)的首字母缩写。
DC是极性(方向)不随时间变化的电流。
①流动极性(方向)和大小皆不随时间变化的电流通常被称为DC。
②流动极性不随时间变化,但大小随时间变化的电流也是DC,
通常被称为纹波电流 (Ripple current)。
AC/DC转换器是指将AC(交流电压)转换成DC(直流电压)的元件。
那是因为家庭住宅和楼房接收到的电压是220V的AC电压。
然而大家大部分使用的电器是在5V或3.3V的DC电压下工作的。
也就是说,如果不把AC电压转换成DC电压,电器就不能工作。
可能有人会认为“既然电器使用的是DC,那为什么不一开始就传输DC?”
众所周知,电力来自水力发电站、火力发电站、核电站等。这些发电站位于山区或沿海等地区,从这些地区传输到市区,AC电压更有优势。
简而言之,通过以高电压、低电流方式传输AC电压,可以减少传输损耗(能量损耗)。
然而,在实际家庭中,由于不能直接使用高电压,所以需要通过几个变电站分阶段进行降压,最后转换成220V后进入家庭。这些转换也因AC更简单,所以传输的是AC电压。
AC/DC转换有变压器方式和开关方式。
这是普通AC/DC转换器的变压器方式电路结构。
变压器方法首先需要通过变压器将交流电压降压到适当的交流电压(例如,从AC100V降至AC10V等)。这属于AC/AC转换,降压值由变压器的绕组比设定。
接下来,通过二极管桥式整流器对经过变压器降压的交流电压进行全波整流,转换为脉冲电压。
最后,经电容器平滑并输出纹波小的直流电压,这是最传统的AC/DC转换方法。
变压器方式的波形推移
这是普通AC/DC转换器的开关方式电路结构。
变压器方式是首先通过变压器进行AC/AC降压,而开关方式是直接用二极管桥式整流器对交流电压进行整流。由于普通家庭的用电电压为AC220V,所以二极管桥式整流器必须具有可承受高电压的规格。
接下来,用电容器平滑直流电压(脉冲电压)。电容器同样需要耐高压的电容器。
然后,通过开关元件的ON/OFF对直流电压进行斩波(切割),并经过高频变压器降压后传送到二次侧。此时,斩波波形变为方波。
与家用频率(50/60Hz)相比,开关元件使用的频率更高(例如,100kHz)。由于高频工作,所以可以实现变压器的小型化、轻便化。
在二次侧利用整流二极管对方波进行半波整流,之后用电容器对其进行平滑,并输出直流电压。
开关方式是利用控制电路控制开关元件,获得稳定的预期的直流输出(例如,DC12V)的方式。
与变压器方式相比,开关方式由开关元件和控制电路组成,电路结构较复杂,但由于基于高频控制可以使用小型变压器,所以有助于设备小型化,这是它的一个很大的优点。
DC/DC转换器是一种将DC(直流)转换为DC(直流)的元件,具体是指利用DC(直流)转换电压的元件。IC等电子元件各自的工作电压范围不同,因此需要转换为相应的电压。
生成电压低于初始电压的转换器被称为"降压转换器";生成电压高于初始电压的转换器被称为"升压转换器"。
DC/DC转换器是指将直流转换为直流的装置的名称。
它常被称为线性稳压器或开关稳压器等,以转换方式的名称命名。
插入插座进行工作的电气产品需要使用将AC(交流)220V转换为DC(直流)的"AC/DC转换器"。
这是因为大部分半导体部件只能在DC下工作。
整机电路板上搭载的IC等具有各自固有的工作电压范围,电压精度要求也不同。
通过电压不稳的电源等供电会导致误动作或特性劣化等异常。
因此,需使用"DC/DC转换器"转换为所需的电压并实现稳定化。