ac-dc转换器是指将交流电转换成直流电的一种电源设备,简单说是开关电源,采用PWM原理,MOS管工作产生变化波形后通过变压器变换电压,再整流输出。交流电转换成直流电被称为整流,直流电转换成交流电被称为逆变。
逆变电源常用的方法为:通过SPWM方式调制出正弦波波形,然后通过一个H桥切换输出电压极性,要求H桥的切换和SPWM电路同步。在技术上较为复杂,但是效率高,市场上不少逆变器都采用这种方式。
ac-dc转换器一般通过二极管整流电路或开关电路将交流电转换成直流电,工作流程为市电接入-电源变压器-整流电路-滤波电路-稳压电路。先通过整流电路将工频交流电转换为脉动直流电,再通过滤波电路将脉动直流中的交流成分滤除,减少交流成分并增加直流成分。最后稳压电路采用负反馈技术对整流后的直流电压进行再进一步的稳定。
整流主要元件是二极管,整流方式有全波整流和半波整流。全波整流又称桥式整流,常见的是利用副边有中心抽头的变压器和两个二极管构成电路,这样正负半周都有电流流过负载,从而提升整流效率。半波整流电路是指利用二极管的单向导电性能,使经变压器出来的电压只有半个周期可以到达负载。单相桥式整流电路是最基本的将交流电转换为直流电的电路,电路中的二极管具有单向导电性。
ac-dc转换器中的电源控制芯片的作用有:安全隔离、噪声隔离、电压变换、极性变换、接地环路消除、稳压、降噪、过流、短路保护功能等。
因为UL、CCEE等安全标准及IEC、FCC、CSA等EMC指令的限制,交流输入必须加EMC滤波和使用符合安全标准的元器件,所以ac-dc转换器必须经过整流和滤波。同时内部的高频、高压、大电流等开关动作,使EMC电磁兼容性难度加大,内部高密度电路的设计难度高。电源需要长时间工作和消耗大,这些都限制了AC-DC转换器模块化的进程。