新能源汽車講解丨AC/DC、DC/DC轉換器基礎
發布時間：2023-06-19
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DC是極性（方向）不隨時間變化的電流。
通常被稱為紋波電流 (Ripple current)。
然而大家大部分使用的電器是在5V或3.3V的DC電壓下工作的。
也就是說，如果不把AC電壓轉換成DC電壓，電器就不能工作。
總所周知，電力來自水力發電站、火力發電站、核電站等。這些發電站位于山區或沿海等地區，從這些地區傳輸到市區，AC電壓更有優勢。
簡而言之，通過以高電壓、低電流方式傳輸AC電壓，可以減少傳輸損耗（能量損耗）。
然而，在實際家庭中，由于不能直接使用高電壓，所以需要通過幾個變電站分階段進行變壓（降壓），最后轉換成100V或200V后進入家庭。這些轉換也因AC更簡單，所以傳輸的是AC電壓。
因此可以說，與不利用輸入負電壓成分的半波整流相比，全波整流是更具高效率的整流方法。
此外，平滑后的紋波電壓根據電容器容量和負載（LOAD）而變化。
全波整流和半波整流在相同的電容器容量和負載條件下，全波整流的紋波電壓更小。紋波電壓越小，穩定性越高、性能越優。
變壓器方法首先需要通過變壓器將交流電壓降壓到適當的交流電壓（例如，從AC100V降至AC10V等）。這屬于AC/AC轉換，降壓值由變壓器的繞組比設定。
接下來，通過二極管橋式整流器對經過變壓器降壓的交流電壓進行全波整流，轉換為脈沖電壓。
最后，經電容器平滑并輸出紋波小的直流電壓，這是最傳統的AC/DC轉換方法。
變壓器方式是首先通過變壓器進行AC/AC降壓，而開關方式是直接用二極管橋式整流器對交流電壓進行整流。由于普通家庭的用電電壓為AC100V或AC200V，所以二極管橋式整流器必須具有可承受高電壓的規格。
接下來，用電容器平滑直流電壓（脈沖電壓）。電容器同樣需要耐高壓的電容器。
然后，通過開關元件的ON/OFF對直流電壓進行斬波（切割），并經過高頻變壓器降壓后傳送到二次側。此時，斬波波形變為方波。
與家用頻率（50/60Hz）相比，開關元件使用的頻率更高（例如，100kHz）。由于高頻工作，所以可以實現變壓器的小型化、輕便化。
開關方式是利用控制電路控制開關元件，獲得穩定的預期的直流輸出（例如，DC12V）的方式。
與變壓器方式相比，開關方式由開關元件和控制電路組成，電路結構較復雜，但由于基于高頻控制可以使用小型變壓器，所以有助于設備小型化，這是它的一個很大的優點。
FB控制電路檢測實際輸出的該電壓值是否達到規定的目標電壓值。
這樣，反饋控制電路常時對實際輸出電壓值進行確認，并根據該值調整開關元件的ON/OFF時間，確保目標輸出電壓值的穩定。
但是，這種轉換在ON/OFF時會產生瞬間漏電流（貫通電流）。也就是說，單位時間內的ON/OFF次數越多，漏電流導致的損失越大，效率越低。
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