AC/DC(一): 基础
一、概念:
AC转换成DC的基本方法有变压器方式和开关方式,如下图1、2所示;整流的基本方法有全波整流和半波整流,如下图3所示。
图1 变压器方式
图2 开关方式
图3 整流方式
二、转换方式
1、变压器方式
变压器方式首先需要通过变压器将交流电压降压到合适的交流电压(例如,从220VAC降至10VAC),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,这是传统的AC/DC转换方法。
2、开关方式
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,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);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。
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
三、控制电路
开关方式通过确认实际输出的DC电压值,并根据该电压对开关元件进行控制,从而确保稳定的DC输出,这种确认该输出电压值以控制开关元件的机制叫做反馈控制(FB控制)。
FB控制电路通过检测实际输出的电压值是否达到规定的目标电压值。若实际输出电压值低于目标电压值时,则会对开关元件进行控制,使ON时间变长,输出电压值就会上升;反之,高于目标电压值时,则控制ON时间变短。这样,反馈控制电路通过对实际输出电压值进行确认,并根据该值调整开关元件的ON/OFF时间,确保目标输出电压值的稳定。
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