新能源汽車講解丨AC/DC、DC/DC轉(zhuǎn)換器基礎(chǔ)
發(fā)布時(shí)間：2023-06-19
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DC是極性（方向）不隨時(shí)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(zhuǎn)換成DC電壓，電器就不能工作。
總所周知，電力來自水力發(fā)電站、火力發(fā)電站、核電站等。這些發(fā)電站位于山區(qū)或沿海等地區(qū)，從這些地區(qū)傳輸?shù)绞袇^(qū)，AC電壓更有優(yōu)勢(shì)。
簡(jiǎn)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(shí)際家庭中，由于不能直接使用高電壓，所以需要通過幾個(gè)變電站分階段進(jìn)行變壓（降壓），最后轉(zhuǎn)換成100V或200V后進(jìn)入家庭。這些轉(zhuǎn)換也因AC更簡(jiǎn)單，所以傳輸?shù)氖茿C電壓。
因此可以說，與不利用輸入負(fù)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(jù)電容器容量和負(fù)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(fù)載條件下，全波整流的紋波電壓更小。紋波電壓越小，穩(wěn)定性越高、性能越優(yōu)。
變壓器方法首先需要通過變壓器將交流電壓降壓到適當(dāng)?shù)慕涣麟妷海ɡ?，從AC100V降至AC10V等）。這屬于AC/AC轉(zhuǎn)換，降壓值由變壓器的繞組比設(shè)定。
接下來，通過二極管橋式整流器對(duì)經(jīng)過變壓器降壓的交流電壓進(jìn)行全波整流，轉(zhuǎn)換為脈沖電壓。
最后，經(jīng)電容器平滑并輸出紋波小的直流電壓，這是最傳統(tǒng)的AC/DC轉(zhuǎn)換方法。
變壓器方式是首先通過變壓器進(jìn)行AC/AC降壓，而開關(guān)方式是直接用二極管橋式整流器對(duì)交流電壓進(jìn)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(guī)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(guān)元件的ON/OFF對(duì)直流電壓進(jìn)行斬波（切割），并經(jīng)過高頻變壓器降壓后傳送到二次側(cè)。此時(shí)，斬波波形變?yōu)榉讲ā?br style="margin:0px;padding:0px;outline:0px;max-width:100%;box-sizing:border-box !important;overflow-wrap:break-word !important;" /> 與家用頻率（50/60Hz）相比，開關(guān)元件使用的頻率更高（例如，100kHz）。由于高頻工作，所以可以實(shí)現(xiàn)變壓器的小型化、輕便化。
開關(guān)方式是利用控制電路控制開關(guān)元件，獲得穩(wěn)定的預(yù)期的直流輸出（例如，DC12V）的方式。
與變壓器方式相比，開關(guān)方式由開關(guān)元件和控制電路組成，電路結(jié)構(gòu)較復(fù)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(shè)備小型化，這是它的一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。
FB控制電路檢測(cè)實(shí)際輸出的該電壓值是否達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)電壓值。
這樣，反饋控制電路常時(shí)對(duì)實(shí)際輸出電壓值進(jìn)行確認(rèn)，并根據(jù)該值調(diào)整開關(guān)元件的ON/OFF時(shí)間，確保目標(biāo)輸出電壓值的穩(wěn)定。
但是，這種轉(zhuǎn)換在ON/OFF時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬間漏電流（貫通電流）。也就是說，單位時(shí)間內(nèi)的ON/OFF次數(shù)越多，漏電流導(dǎo)致的損失越大，效率越低。
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