AC/DC转换器和DC/DC转换器如何工作

　　电源是任何电子系统或机器的核心。在这篇博客文章中，我们将从最基本的层面解释电源的工作原理。您还将详细了解 AC/DC 转换器和 DC/DC转换器的区别。

　　AC/DC 转换器如何工作？

　　当今的大多数电子设备和系统都需要稳定的直流电压。但是市电是基于交流电压的。电源将输入端提供的交流电源转换为输出端所需的直流电。这就是电源也称为转换器或变压器的原因。

　　直流电压（例如 5Vdc、12Vdc、24Vdc、48Vdc）在许多情况下低于原始交流电压，通常在交流 100V 和 240V 之间。交流电压取决于您所在的地区。例如，许多地区的标准是 AC 100-120V（例如美国、日本）或 AC 200-240V（例如欧洲、中国）和 50 或 60Hz。

　　因此，AC/DC 转换器的主要任务是将高危险的交流电转换为设备、系统或机器所需的低安全直流电。

　　步进直流电压

　　如果我们查看 AC 图（见图 2），我们会看到一个正弦波。这意味着电压不断改变其极性。该图的频率以赫兹 (Hz) 为单位进行描述。50Hz 的频率意味着电压每秒改变其极性 50 次。

　　第一步，高压交流电压通过变压器转换为低压交流电压（见图 3）。变压器还确保电流隔离，从而确保安全。初级电路（危险电源电压，例如 230V）和次级电路（安全电压，例如 24V）相互隔离。

　　由于大多数设备在输入侧需要直流电压，因此下一步必须对交流电压进行整流。这个过程的结果显示在 DC 图中（见图 4）。整流过程之后，我们只看到正极性。这是通过桥式整流器实现的。

　　如何在输出端获得稳定的直流电？

　　对于稳定的直流电源，整流过程是不够的。需要平滑 DC 曲线中的重峰。这是由电源中的输出电容器完成的。电容器可以非常快地存储能量，它在 2 个峰值之间提供能量。此过程将液滴填充到一定量并使曲线平滑。结果是在输出端产生稳定的直流电压（见图 5），提供给负载。“负载”是指需要提供能量的设备、系统或机器的术语。

　　这就是AC/DC 转换器的 工作原理，并在非常基础的层面上进行了解释。但是，如果我们在电源的输入端面对直流电压，它会是什么样子呢？

　　电源类型

　　AC/DC转换器

　　用于AC/DC转换的电源，将交流电压转换为直流电压。有两种类型的 AC/DC 电源：未调节和调节。稳压电源进一步分为线性电源和开关电源。

　　DC/DC 转换器

　　DC/DC 转换器可用于将直流电压转换为更高或更低的直流电压，或在长电缆末端刷新直流电。

　　什么是DC/DC转换器？

　　“DC/DC转换器”是一个广义的通用术语。它包括各种类型的组件和设备，从微型车载转换器到独立的工业设备。以下说明适用于后一类产品，因为普尔世专注于此类产品。

　　升压或降压DC

　　有几个任务可以使用工业 DC/DC 转换器。一种是将现有的直流电压转换为更低或更高的直流电压——例如，将 12Vdc 升压至 24Vdc 或将 48Vdc 降压至 24Vdc。

　　刷新直流电压

　　在输出侧提供与输入侧相同电压的 DC/DC 转换器用于刷新 DC 电压。这在使用长电缆的应用中可能是必需的。电源线上的压降经常被低估。

　　偏远地区和车辆

　　此外，当能源提供 DC 电压时，例如电池或太阳能电池板，DC/DC 转换器是必需的。因此，DC/DC 转换器通常用于偏远地区或火车和其他具有自己的车载电气系统的车辆。

　　市电质量不稳定的地区

　　许多工厂在内部使用 DC 200-300V 电源工作 - 特别是在电源质量非常不稳定的国家（例如印度、马来西亚等）。例如，在半导体行业，整个工厂都通过直流供电。在发生电源故障的情况下，大电池接管，防止整个批次不得不丢弃。因此，许多工业 AC/DC 转换器也可以在输入端以高直流电压（例如 DC 110-150V，甚至高达 DC 300V）运行。

　　图 6：工业 DC/DC 转换器的基本功能。

　　DC/DC转换器如何工作？

　　工业DC/DC转换器采用输入端的现有直流电压。接下来，与 AC/DC 转换器一样，变压器可确保电流隔离，并将电压升高或降低至所需的输出电压。电流隔离确保电源输入和输出级的隔离。这对于断开接地回路和确保所有必要的安全措施很重要。

　　之后电压再次平滑。在输出端，该设备提供稳定且电隔离的直流电，具有更高、更低或更新的电压电平。

　　这篇文章在非常一般的层面上解释了电源如何作为转换器工作。然而，有不同类型的电源，它们基于不同的技术。例如，现代开关模式电源要复杂得多，并提供许多超出实际电压转换过程的附加功能。