AC/DC電源基礎知識普及-為什么需要AC/DC轉換

為什么需要AC/DC轉換？因為傳輸?shù)氖茿C交流電，而電子電路基本上是DC直流電驅動低電壓。為什么傳輸?shù)氖茿C交流電？因為高電壓/低電流傳送損耗最低，變壓簡單，成本低。

我們?nèi)粘９╇娛茿C220V、380V，但是大多數(shù)電器通過其中的電子電路操作，幾乎都是利用DC3.3V、5V、12V、24V等電壓工作。其中雖然有電機設備和白熾燈泡等直接以AC電壓驅動的設備，但除開電機和開關等較為單純的設備，其它的幾乎無可避免地都會配備電子控制電路，且全部的電子控制電路都以DC電壓驅動。從電網(wǎng)傳送過來的是AC交流電，但因為電子產(chǎn)品的電子電路是以DC直流電驅動的，如果不將AC電壓轉換成DC電壓，將無法啟動電子產(chǎn)品。

傳送DC直流電好？其實傳送AC交流電是有歷史背景因素和理由的。愛迪生發(fā)明了安裝白熾燈泡的電燈，當時的美國境內(nèi)是以供應DC為標準，愛迪生為了推廣白熾燈泡，開始投入推行DC110V傳送電網(wǎng)的事業(yè)。傳送DC直流電時會造成電壓大幅度下降，因此傳送范圍無法超過1.5km，導致發(fā)電廠必須建造在街道中。而尼古拉•特斯拉考察AC交流電的發(fā)電、送電、使用方法，和愛迪生之間開始了電流戰(zhàn)爭。最后特斯拉以能夠輕易變壓，且即使電線又細又長，傳送電力時也不會造成太大損耗的AC交流電獲得勝利。

AC交流電的優(yōu)點只要使用變壓器、電源模塊，就能輕松轉換電壓（升壓、降壓）。傳送電力時能保持高電壓/低電流，減輕電壓下降的現(xiàn)象（I2R損耗）。并且能輕易將AC交流電轉換成DC直流電，易于供應電力DC驅動設備。

其實發(fā)電廠送出數(shù)千至數(shù)萬伏的AC高電壓后，在傳送到一般住戶前，再通過電線桿上的變壓器，降壓至220V。現(xiàn)階段住宅內(nèi)的插座供應為AC交流電，所以各設備必須自行安裝AC/DC轉換電路才行。對于該部分，從節(jié)能化和小型化的觀點來看，不得不說多此一舉。在各地測試運轉和研究的智慧家居構想中，也曾考慮從住宅內(nèi)的插座直接供應DC的系統(tǒng)。但不代表電力傳輸電網(wǎng)的設施能急速轉變成DC，或者不必AC/DC轉換電路。在該系統(tǒng)內(nèi)，供應DC的家庭供電裝置，仍須設定高功率和效率的大功率AC/DC轉換器，以及在附近安裝中功率的AC/DC轉換器。

AC交流電怎么輕易轉變成DC直流電？這屬于整流作用，是AC/DC電源模塊的根本。

上圖為屬于整流基本種類的全波整流及半波整流的作用。無論哪方都是將輸入的AC電壓和二極管相接，抓到負向波的振幅。半波整流只使用1個二極管，來抓到負向波的振幅，因此負向波消失，只剩下一半的波形，故稱半波。全波整流使用了由4個二極管組成的橋式二極管，能旋轉負向波，讓它出現(xiàn)在正向波區(qū)域內(nèi)，而能顯示全波形的就是DC。DC之后利用電容器讓波形平滑，但即使波形平滑仍會殘存紋波，其振幅紋波電壓會因為電容器的容值和負載而出現(xiàn)變化。當電容器的容值和負載相同時，全波整流和半波整流相比，反而是全波整流的紋波電壓會變小。

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