新能源汽车讲解丨AC/DC、DC/DC转换器基础
DC是极性（方向）不随时间变化的电流。
通常被称为纹波电流 (Ripple current)。
然而大家大部分使用的电器是在5V或3.3V的DC电压下工作的。
也就是说，如果不把AC电压转换成DC电压，电器就不能工作。
总所周知，电力来自水力发电站、火力发电站、核电站等。这些发电站位于山区或沿海等地区，从这些地区传输到市区，AC电压更有优势。
简而言之，通过以高电压、低电流方式传输AC电压，可以减少传输损耗（能量损耗）。
然而，在实际家庭中，由于不能直接使用高电压，所以需要通过几个变电站分阶段进行变压（降压），最后转换成100V或200V后进入家庭。这些转换也因AC更简单，所以传输的是AC电压。
因此可以说，与不利用输入负电压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，平滑后的纹波电压根据电容器容量和负载（LOAD）而变化。
全波整流和半波整流在相同的电容器容量和负载条件下，全波整流的纹波电压更小。纹波电压越小，稳定性越高、性能越优。
变压器方法首先需要通过变压器将交流电压降压到适当的交流电压（例如，从AC100V降至AC10V等）。这属于AC/AC转换，降压值由变压器的绕组比设定。
接下来，通过二极管桥式整流器对经过变压器降压的交流电压进行全波整流，转换为脉冲电压。
最后，经电容器平滑并输出纹波小的直流电压，这是最传统的AC/DC转换方法。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
生成电压低于初始电压的转换器被称为"降压转换器"；生成电压高于初始电压的转换器被称为"升压转换器"。
它常被称为线性稳压器或开关稳压器等，以转换方式的名称命名。
这是因为大部分半导体部件只能在DC下工作。
整机电路板上搭载的IC等具有各自固有的工作电压范围，电压精度要求也不同。
通过电压不稳的电源等供电会导致误动作或特性劣化等异常。
因此，需使用"DC/DC转换器"转换为所需的电压并实现稳定化。
作为其各自的输出形式，线性稳压器仅可降压输出比输入电压低的电压。
开关稳压器则具有自由度，输出形式包括以下4种：
・降压输出比输入电压低的电压
・升压输出比输入电压高的电压
・升降压输出恒定电压，与输入电压的高低无关
・从正电压反转输出负电压
而且，开关稳压器的整流方式有同步整流和非同步整流（二极管整流）。
按转换方式，电压稳压器分为线性稳压器和开关稳压器2种类型。
因输入与输出间串联有控制元件，有时也被称为"串联稳压器"。
因此适用于小功率的电源。
输出电压达到规定值后，开关元件即关闭，不再消耗输入功率。
通过高速重复这一动作，将输出电压调节到规定值。
在输出可变的线性稳压器上添加了用于反馈输出电压的FB（反馈引脚）。
简单来说，电压固定型是内置了电压可变型的外接电阻的稳压器。
根据使用电路不同，也有不需要正电源，而需要负电源的产品。
若只有正侧电源，则不能处理接地电位以下的电压，不能将晶体管的输出引脚的电压分配至负电平。将控制晶体管装入负输出线，从而产生负电压。
可变型为GND基准型时，添加反馈引脚变成四个引脚。可变型中也有无GND引脚的浮动工作型，这种情况为三个引脚。
LDO是Low Dropout的缩写，是降低了输入输出间电位差的线性稳压器。标准型的输入输出间电位差最低也有约2V，而LDO可控制在1V以下。
何谓LDO？
LDO是Low Dropout的缩写，是即使较低的输入输出间电位差也可进行工作的线性稳压器。
有时也称为低损耗型线性稳压器或低饱和型线性稳压器。
关于LDO的输入输出间电位差并无数值性的定义，一般是指稳压器稳定工作时最低电位差可控制在1V以下的稳压器。
例如，对于需要3.3V电源的IC，由于标准型不可制作5V到3.3V电源，因此，需要输入输出间电位差较低的LDO。
这样，LDO在输出与标准型稳压器相同的电压时，也可设定较低的输入电压。
通过低电位差工作，可使能量损耗较少，可进行抑制散热等设计。
输入输出间电压差低于压降时，晶体管难以维持稳定的工作，输出电压会降低。
输入电压值 (VIN) 低于最低工作电压时，输出电压不能稳定工作。
文章来源：EDC电驱未来
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