AC-DC|設計篇
絕緣型返馳式轉換器的基本概念:所謂開關AC-DC轉換
2016.11.24
重點
・採用開關方式的AC-DC轉換,會將高電壓AC直接轉換成高電壓DC,之後再依序轉換成AC、低電壓DC。
最初簡單說明一下採用開關方式的AC-DC轉換。請參照右側的基本電路,以及位於下方的波形。
在此以日本國內為例,輸入電壓設定為100VAC。此100VAC一開始用橋式二極體加以整流。整流為全波整流。100VAC直接整流,所以橋式二極體須為耐高電壓規格才行。100VAC的峰值為140V左右。
接著使用電容平滑。電容的規格同樣須為耐高電壓。
以轉換的原理來說,會在此時行進行AC-DC轉換,但由於轉換成一般DC驅動電路能使用的DC電壓,因此之後還有幾個步驟必須跑完。

利用整流器和電容轉換的高壓DC電壓,經由開關元件開啟/關閉加以截斷(分切),再透過高頻變壓器,將能量傳送至二次側。開關元件開啟/關閉的頻率,也就是開關(截斷)的頻率,例如頻率使用比原本50/60Hz 還要高出許多的50kHz。此外,截斷後的DC電壓將成為呈現上圖方形波的AC。
該高頻的AC電壓,利用二次側的整流二極體進行整流後,再經由電容平滑,若DC輸出電壓設定值為12V,則就轉換成12VDC。圖中省略了高頻AC的整流波形,但其實1個二極體能進行半波整流。
整理一下AC轉換至DC的程序和運作狀況,一開始一次側會直接整流-平滑100VAC,轉換成高壓的DC電壓。接著使用開關元件,將高壓的DC電壓轉換成高頻的方形波,再經由變壓器傳送至二次側。二次側會產生高頻AC電壓,因此再次進行整流-平滑,以轉換成想要的DC電壓。
採用此方式,會將100VAC轉換成想要的DC電壓,必須使用控制電路(控御IC和回饋電路)來控制開關元件開啟/關閉。是故,基本上會選擇採用開關方式的AC-DC轉換。
【下載資料】 PWM返馳式轉換器設計範例
AC-DC
基礎篇
設計篇
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採用AC-DCPWM方式的返馳式轉換器設計方法概要
- 絕緣型返馳式轉換器的基本概念:所謂反馳式轉換器的特徵
- 絕緣型返馳式轉換器的基本概念:返馳式轉換器的運轉和緩衝
- 絕緣型返馳式轉換器的基本概念:所謂不連續模式和連續模式
- 設計步驟
- 決定電源規格
- 選擇設計上所使用的IC
- 所謂隔離型返馳式轉換器
- 絕緣型返馳式轉換器的基本概念:所謂開關AC-DC轉換
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:設計變壓器(算出數值)
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:設計變壓器(設計構造)-之1
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:設計變壓器(設計構造)-之2
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:決定主要零件-MOSFET相關之1
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:決定主要零件-MOSFET相關之2
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:決定主要零件-CIN和緩衝電路
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:決定主要零件−輸出整流器和Cout
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:決定主要零件−IC的VCC相關
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:決定主要零件−設定IC、其他
- 設計絕緣型返馳式轉換器電路:EMI對策和輸出雜訊對策
- 機板配線範例
- 彙整
- AC-DC 非隔離型降壓轉換器的設計案例概要
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使用SiC-MOSFET的隔離型準諧振轉換器的設計案例 前言
- 設計中使用的電源IC:專為SiC-MOSFET最佳化
- 設計案例電路
- 變壓器T1的設計 其2
- 變壓器T1的設計 其1
- 主要零件的選型:MOSFET Q1
- 主要零件的選型:輸入電容和平衡電阻
- 主要零件的選型:用來設定過負載保護點切換的電阻
- 主要零件的選型:電源IC的VCC相關零件
- 主要零件的選型:電源IC的BO(Brown-out)引腳相關零件
- 主要零件的選型:緩衝電路相關零件
- 主要零件的選型:輸出整流二極體
- 主要零件的選型:輸出電容、輸出設定及控制零件
- 主要零件的選型:MOSFET閘極驅動調整電路
- 主要零件的選型:電流檢測電阻及各種檢測用引腳相關零件
- 主要零件的選型:EMI及輸出雜訊對策零件
- PCB板佈局範例
- 案例中的電路和零件清單
- 評估結果:效率和切換波形
- 小結
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提高AC/DC轉換器效率的二次側同步整流電路設計 前言
- 設計步驟
- 用於設計的IC
- 電源規格和替代電路
- 同步整流電路部分:同步整流用MOSFET的選型
- 同步整流電路部分:電源IC的選擇
- 同步整流電路部分:週邊電路零件的選擇-DRAIN引腳的D1、R1、R2
- 同步整流電路部分:週邊電路零件的選型-MAX_TON引腳的C1、R3以及VCC引腳
- 分流穩壓器電路部分:週邊電路零件的選擇
- 故障排除(Trouble Shooting)①:當二次側MOSFET立即關斷時
- 故障排除(Trouble Shooting) ②:當二次側MOSFET在輕載時因諧振動作而導通時
- 安裝PCB板佈局相關的注意事項
- 總結
- 二極體整流和同步整流的效率比較
- 故障排除(Trouble Shooting) ③:當VDS2受突波影響超過二次側MOSFET的VDS耐壓時
評估篇
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