如何通俗易懂的理解电源中的开关AC-DC转换

电工技术 2022-08-06

  首先,简单说明一下开关方式的AC/DC转换。请参照右侧的基本电路,以及位于下方的波形。

  在这里,以日本国内为例,输入电压设定为100VAC。此100VAC最初用桥式二极管加以整流。此为全波整流。100VAC直接整流,所以桥式二极管须为耐高电压规格才行。100VAC的峰值为140V左右。

  再以电容器使其平滑。电容器的规格同样须为耐高电压。

  以转换的原理来说,会在此时行进行AC/DC转换,但由于转换成一般DC驱动电路能使用的DC电压,因此之后还有几个步骤必须完成。

如何通俗易懂的理解电源中的开关AC-DC转换

  利用整流器和电容器转换的高压DC电压,经由开关元件ON/OFF加以斩波(切分),并经由高频变压器,将电能传送至二次侧。开关元件的ON/OFF频率,也就是开关(斩波)频率,例如频率使用比原本50/60Hz 还要高出许多的50kHz。此外,斩波后的DC电压将成为呈现上图方波的AC。

  利用二次侧的整流二极管,整流该高频率AC电压,以电容器使其平滑后,如果DC输出电压设定值为12V,则就转换成12VDC。图片中省略了高频率AC电压的整流波形,但它是使用1个二极管的半波整流。

  整理AC转换至DC的过程和工作状况,一次侧会直接整流-平滑100VAC,转换成高压的DC电压。接着使用开关元件,将高压的DC电压转换成高频的方波,再经由变压器传送至二次侧。

  二次侧会产生高频AC电压,因此再次进行整流-平滑,以转换成想要的DC电压。

  采用此方式,会将100VAC转换成想要的DC电压,必须使用控制电路(控制IC和反馈电路)来控制开关元件ON/OFF时间。基本上会选择采用开关方式的AC/DC转换。