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AC/DC

採用AC/DC PWM方式的返馳式轉換器設計方法

絕緣型返馳式轉換器的基本概念:所謂開關AC/DC轉換

最初簡單說明一下採用開關方式的AC/DC轉換。請參照右側的基本電路,以及位於下方的波形。

在此以日本國內為例,輸入電壓設定為100VAC。此100VAC一開始用橋式二極體加以整流。整流為全波整流。100VAC直接整流,所以橋式二極體須為耐高電壓規格才行。100VAC的峰值為140V左右。
接著使用電容平滑。電容的規格同樣須為耐高電壓。

以轉換的原理來說,會在此時行進行AC/DC轉換,但由於轉換成一般DC驅動電路能使用的DC電壓,因此之後還有幾個步驟必須跑完。

利用整流器和電容轉換的高壓DC電壓,經由開關元件開啟/關閉加以截斷(分切),再透過高頻變壓器,將能量傳送至二次側。開關元件開啟/關閉的頻率,也就是開關(截斷)的頻率,例如頻率使用比原本50/60Hz 還要高出許多的50kHz。此外,截斷後的DC電壓將成為呈現上圖方形波的AC。

該高頻的AC電壓,利用二次側的整流二極體進行整流後,再經由電容平滑,若DC輸出電壓設定值為12V,則就轉換成12VDC。圖中省略了高頻AC的整流波形,但其實1個二極體能進行半波整流。

整理一下AC轉換至DC的程序和運作狀況,一開始一次側會直接整流-平滑100VAC,轉換成高壓的DC電壓。接著使用開關元件,將高壓的DC電壓轉換成高頻的方形波,再經由變壓器傳送至二次側。二次側會產生高頻AC電壓,因此再次進行整流-平滑,以轉換成想要的DC電壓。

採用此方式,會將100VAC轉換成想要的DC電壓,必須使用控制電路(控御IC和回饋電路)來控制開關元件開啟/關閉。是故,基本上會選擇採用開關方式的AC/DC轉換。

重點:

・採用開關方式的AC/DC轉換,會將高電壓AC直接轉換成高電壓DC,之後再依序轉換成AC、低電壓DC。


PWM返馳式轉換器設計範例