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AC/DC

AC/DC基本知識

變壓器方式和開關方式的比較

前文已針對採用變壓器方式和開關方式轉換AC/DC,概略說明一下運作狀況和電路,在此則是比較兩者,並整理各自的優缺點。

Figure 8. Transformer system-based AC/DC conversion

圖 8:採用變壓器方式轉換 AC/DC

Figure 9. Switching system-based AC/DC conversion

圖 9:採用開關方式轉換AC/DC


Figure 10. Transformer and switching system compared

圖 10:變壓器方式和開關方式的比較

若比較電路構造,會發現因轉換方式不同,構造有些差異,但仍以採用開關方式的電路較為複雜。另外,開關方式必須使用控制電路(基本上使用IC)。

兩者使用零件非常類似,但開關方式大多為高耐壓零件。零件的規格也會影響到製造成本。

但兩者最大差異在於效率,而體積/重量也是開關方式較佔優勢。

舉例來說,各位是否發現最近行動裝置充電用的AC變壓器,變得既小又輕?圖11是常看到的AC變壓器,但左邊採用變壓器方式,右邊則是開關方式。兩者相互比較之下,右邊明顯偏小,但輸出卻可達1W以上,反而較大。

圖 11

這是因為開關式是將先將AC輸入(50/60Hz)DC化再轉換成高頻的AC,因此能使用較小的變壓器和輸出電容,大幅度縮小波形因數。基本運作方式和先前說明的「開關方式為將AC輸入整流-平滑後,其餘步驟則和DC/DC轉換器相同」完全一樣。效率方面的情況也是如此,採用開關方式時,由於只須扣除必要的功率,因此能提升效率,如此一來自然可以減少發熱。

至於設計,必須配合效率、尺寸和成本,但若能先理解方式不同造成的差異,以及各方式的優缺點,就可以選出最適合的方式。近幾年來AC變壓器面臨到待機功率的問題,但只要採用開關方式,就可望順利解決該問題。

重點:

・現階段以開關方式為主流,但必須先徹底了解開關方式獨有的問題才行。


AC/DC轉換的基本資料