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换个角度去理解开关AC-DC转换,就不那么难了

2020-05-13 14:49 来源:互联网 编辑:Emma

何为AC-DC转换?最直白的解释就是交流电转化为直流电的设备,其功率流向可以是双向的,功率流由电源流向负载的称为整流,功率流由负载返回电源的称为有源逆变。AC/DC变换按电路的接线方式可分为,半波电路、全波电路。按电源相数可分为,单项、三相、多相。按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。下面我们看看电路设计中的开关AC-DC转换该如何去理解?

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。

换个角度去理解开关AC-DC转换,就不那么难了

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。

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