变压器方式是首先通过变压器进行AC/AC降压,而开关方式是直接用二极管桥式整流器对交流电压进行整流。由于普通家庭的用电电压为AC100V或AC200V,所以二极管桥式整流器必须具有可承受高电压的规格。
接下来,用电容器平滑直流电压(脉冲电压)。电容器同样需要耐高压的电容器。
然后,通过开关元件的ON/OFF对直流电压进行斩波(切割),并经过高频变压器降压后传送到二次侧。此时,斩波波形变为方波。
与家用频率(50/60Hz)相比,开关元件使用的频率更高(例如,100kHz)。由于高频工作,所以可以实现变压器的小型化、轻便化。
在二次侧利用整流二极管对方波进行半波整流,之后用电容器对其进行平滑,并输出直流电压。 开关方式是利用控制电路控制开关元件,获得稳定的预期的直流输出(例如,DC12V)的方式。 与变压器方式相比,开关方式由开关元件和控制电路组成,电路结构较复杂,但由于基于高频控制可以使用小型变压器,所以有助于设备小型化,这是它的一个很大的优点。 开关式AC/DC转换器通过确认实际输出的DC电压值,并根据该电压信息对开关元件进行控制,从而确保稳定实现规定的DC输出。这种确认该输出电压值以控制开关元件的机制叫做反馈控制(FB控制)。 开关式AC/DC转换器通过二极管电桥对AC电压进行整流,再通过电容器实施平滑处理,将AC电压转换为DC电压。然后,通过开关元件对该DC电压进行斩波(ON/OFF)后,通过高频变压器降压后传递到2次侧,再利用电容器进行平滑处理,输出规定的DC电压(VDC)。 FB控制电路检测实际输出的该电压值是否达到规定的目标电压值。 实际输出电压值低于目标电压值时,则会对开关元件进行控制,使ON时间变长。这样,输出电压值就会上升。反之,高于目标电压值时,则控制ON时间变短。 这样,反馈控制电路常时对实际输出电压值进行确认,并根据该值调整开关元件的ON/OFF时间,确保目标输出电压值的稳定。 提高使用较少输出电流时的效率的技术叫做轻负载模式。在DC/DC转换器等中也叫脉冲串模式。 开关式AC/DC及DC/DC转换器通过ON/OFF转换进行电压斩波和电容器平滑处理,以稳定提供目标输出电压值。 但是,这种转换在ON/OFF时会产生瞬间漏电流(贯通电流)。也就是说,单位时间内的ON/OFF次数越多,漏电流导致的损失越大,效率越低。 周期恒定(PWM控制)时,即使ON/OFF时间比有变化,其次数在单位时间内也是恒定的。因此,自身功耗量也是恒定的,轻负载时这种转换漏电流造成的损失会导致效率降低。故此,在使用电流少的情况下,通过频率调制(PFM控制)将周期拉长、变慢,从而减少单位时间内的ON/OFF转换次数,以减少损失。这种技术就叫做轻负载模式。 根据状况区分使用PWM和PFM可进一步提高效率,如高负载(使用电流)时使用周期恒定的PWM控制,轻负载(不使用电流)时使用周期变化的PFM控制。 PWM(脉宽调制):频率恒定,通过开关ON从输入电压中调取输出部分的控制方式。 PFM(脉冲频率调制):通过固定ON时间、改变频率(改变OFF时间)来调取输出部分的方式。反之,也有固定OFF时间、改变ON时间的方式。 PFM方式根据输出电流量改变频率,效率较高,但开关时会不定期发生噪音。这种频率无法确定的噪音很难消除,要解决噪音,采用频率恒定的PWM方式更容易操作。 这样,噪音低的PWM和效率高的PFM可互为补充,高频率驱动的高负载(噪音发生较多)时采用PWM,电流使用较少的低负载时采用PFM,择优使用,即可尽可能提高效率。
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