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我們生活在一箇交流電(AC)與直流電(DC)共存的世界。牆上的插座提供的是交流電(AC),而我們的手機、電腦、芯片“大腦”需要的卻是直流電(DC)。
如何讓它們和諧共處,穩(wěn)定工作?這就要靠我們今天的主角——AC/DC電源和DC/DC電源。簡單來說,它們是電力世界的“翻譯官”和“變速器”,一箇負責“轉換語言”,
一箇負責“調整電壓”。
一、AC/DC電源
作用核心:將交流電(AC)轉換成直流電(DC)。

1.爲什麼需要“翻譯”?
我們國家的電網是220V/50Hz的交流電。但幾乎所有的電子設備內部的芯片、處理器等都只能在方向穩(wěn)定、電壓平穩(wěn)的直流電下工作。直接插入交流電,它們會瞬間“燒燬”。
因此,AC/DC電源的首要任務就是“整流”和“濾波”。
2.核心原理剖析:四步“翻譯”過程
一箇現代開關電源通常經歷以下精妙的過程:
步驟一:整流(交流變脈動直流)
·執(zhí)行者:整流橋(由四個二極管組成)
·工作:利用二極管的單向導電性,將正負交替的正弦波交流電,“裁剪”成方向單一但劇烈脈動的直流電。這就像讓雙向行駛的車道變成了單向車道,但車流仍是斷斷續(xù)續(xù)的。
步驟二:濾波(初步“熨平”)
·執(zhí)行者:大容量電解電容
·工作:電容像一箇“蓄水池”,在電壓的波峯時儲存電荷,在波谷時釋放電荷,從而將脈動的直流電初步“熨平”,得到一箇帶有少量波紋的直流電。
步驟三:高頻開關與降壓(核心轉換)
·執(zhí)行者:開關管(如MOSFET)、PWM控制器、高頻變壓器
·工作:這是現代開關電源高效的關鍵。開關管在PWM的控制下,以數萬到數十萬次每秒的頻率高速導通和關斷,將初步濾波後的直流電“切碎”成高頻方波。
這個高頻方波通過一箇體積很小的高頻變壓器,實現電壓降低和高壓側與低壓側的電氣隔離,極大地保障了安全。
步驟四:輸出整流與濾波(得到純淨直流)
·執(zhí)行者:肖特基二極管、電感、電容
·工作:變壓器輸出的低壓高頻交流電,經過肖特基二極管進行第二次整流,再經過LC濾波器(電感阻礙電流變化,電容進一步平滑電壓)進行精細濾波,
最終輸出設備所需的純淨、穩(wěn)定的直流電。
3.進階知識:不只是轉換,更要“純淨”與“安規(guī)”
一箇優(yōu)質的AC/DC電源,絕不僅僅是完成交直流轉換。它還必須關注:
EMC(電磁兼容性):電源自身高速開關會產生強烈的電磁噪聲(EMI)。這就需要加入共模電感、X電容、Y電容等構成複雜的EMC濾波電路,抑制噪聲,
防止干擾其他設備並順利通過法規(guī)認證。
安規(guī)與隔離:變壓器初、次級之間必須保持足夠的安規(guī)距離(爬電距離與電氣間隙),使用安規(guī)認證的電容(如Y電容),以保障用戶絕對安全。
4.海凌科AC/DC電源解決方案
深耕電源領域十餘載,海凌科深諳高性能AC/DC電源的設計之道。我們的AC/DC電源模塊覆蓋了從幾瓦到上百瓦的寬功率範圍,廣泛應用於智能家居、工業(yè)控制、通信設備等領域。
例如:
針對小家電、智能插座等應用,我們有5W C系列等經典小體積模塊,內置完善的EMI濾波電路,提供穩(wěn)定可靠的3.3V~24V輸出。
對於更大功率的工業(yè)設備、顯示器等,我們提供功率更大、效率更高(最高90%以上)、內置完備EMC電路和安規(guī)設計的電源方案,確保設備穩(wěn)定、安全運行並通過相關認證。
二、DC/DC電源
作用核心:將一種直流電壓,轉換成另一種直流電壓。

1. 爲什麼需要“變速”?
設備內部不同芯片需要不同的“工作餐”:
處理器核心可能需要 1.2V
內存需要 1.35V
通用IO口需要 3.3V
而電源通常只提供一箇固定電壓,如電池的 3.7V 或適配器的 12V。DC/DC電源就負責在設備內部進行精細的“電壓分配”。
2. 核心原理剖析:“開關”與“儲能”的藝術
DC/DC轉換器主要通過“開關”和“儲能”來實現電壓轉換。其核心三元件是:開關管、電感、電容。
Buck(降壓)電路原理:高電壓→低電壓
·開關導通:開關管閉合,輸入電壓通過開關、電感向負載供電,同時電感儲存磁能,電流增大。
·開關關斷:開關管斷開,由於電感電流不能突變,它會產生感應電動勢,通過續(xù)流二極管形成迴路,繼續(xù)向負載釋放能量。
·濾波:輸出電容在期間進行充放電,進一步平滑電壓。
·關鍵:通過控制開關導通與關斷的時間比例(佔空比),即可精確控制平均輸出電壓。佔空比越小,輸出電壓越低。
Boost(升壓)電路原理:低電壓 → 高電壓
·開關導通:開關管閉合,輸入電壓對電感充電,電感儲存大量磁能,此時由輸出電容向負載供電。
·開關關斷:開關管斷開,輸入電壓和電感釋放的感應電動勢疊加,共同通過二極管向負載和輸出電容供電,從而產生高於輸入電壓的輸出。
·關鍵:電感儲存的能量在關斷時與輸入電壓串聯,從而實現升壓。
3. 進階知識:效率、紋波與動態(tài)響應
DC/DC電源的性能直接決定整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和能效。
·轉換效率:尤其是電池供電設備,高效率(如95%以上)意味著更長的續(xù)航。海凌科的DC/DC方案採用低損耗磁性元件,致力於最大化效率。
·輸出紋波:開關過程必然產生紋波。乾淨的輸出電壓對敏感電路至關重要。我們的設計通過優(yōu)化PCB佈局、選用低ESR電容和高性能電感,有效抑制紋波噪聲。
·動態(tài)響應:當CPU從待機切換到滿載時,負載電流劇烈變化。優(yōu)秀的DC/DC電源能通過其反饋環(huán)路迅速調整佔空比,保持電壓穩(wěn)定,防止系統(tǒng)重啓或宕機。
4. 海凌科DC/DC電源產品矩陣
海凌科已形成完善的產品矩陣,以滿足全球客戶多樣化的需求。我們的產品線規(guī)劃科學,覆蓋了從1W至75W的寬範圍功率,並提供定壓及寬電壓輸出選擇,封裝形式多樣,
滿足您從消費級到工業(yè)級的不同需求。我們的DC/DC電源模塊均採用高品質元器件和嚴謹的工程設計,確保在效率、紋波、隔離耐壓等關鍵指標上表現優(yōu)異,
爲您的產品提供穩(wěn)定、潔淨的“能量血液”。
三、總結與對比
主要核心對比:

協同工作場景:
以一臺工業(yè)物聯網網關項目爲例:AC/DC電源模塊首先工作,將220V AC轉換成12V DC,其良好的EMC性能確保了網關在嘈雜的工業(yè)環(huán)境中不受干擾。
主板上的多箇DC/DC電路開始接力:
一箇 Buck電路 將12V轉爲 5V 給網絡模塊。
最核心的一箇Buck電路將5V精準降至1.0V,憑藉其高轉換效率和優(yōu)異的動態(tài)響應,保障主處理器在負載劇烈波動時穩(wěn)定運行。
結論:從電網到芯片核心,電力需要經過AC/DC的“安全翻譯”和DC/DC的“精細調配”才能被有效利用。無論是處理安規(guī)、EMI的挑戰(zhàn),還是追求效率、紋波的極致,
電源設計都蘊含著深厚的技術底蘊。
海凌科作爲您可靠的電源解決方案夥伴,憑藉超過十年的技術積累,能夠提供從AC/DC到DC/DC的全系列、多拓撲、寬功率範圍的電源模塊和定製方案。
無論您的產品面臨何種複雜的供電需求,我們都有對應的成熟方案或強大的定製能力,爲您的產品奠定穩(wěn)定可靠的能源基石,助您在市場競爭中脫穎而出。
感興趣的小夥伴可以去看看我們海凌科不同型號電源對比《15W系列AC-DC電源模塊怎麼選?海凌科B系、C系、T系全面對比,別再糾結了!》。
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