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物联网系统中为什么要使用隔离式AC/DC电源模块 物联网系统中使用隔离式AC/DC电源模块的原因主要基于其在电力转换、系统安全、电磁兼容性以及设备保护等方面的优势。以下是详细分析： 电力转换的高效性 高效转换：隔离式AC/DC电源模块能够将交流电（AC）高效地转换为直流电（DC），满足物联网设备对直流电源的需求。这种高效的电力转换有助于减少能源浪费，提高系统的整体能效。 稳定输出：通过内部的稳压和滤波电路，隔离式AC/DC电源模块能够提供稳定的直流输出电压和电流，确保物联网设备在各种工作环境下都能获得稳定的电力供应。 系统安全性提升 电气隔离：隔离式AC/DC电源模块的关键特性之一是电气隔离，它能够在输入电源（交流电）和输出电源（直流电）之间形成有效的电气隔离屏障。这种隔离能够防止电网中的电压波动、浪涌和噪声等干扰因素影响到物联网设备的正常运行，从而提高系统的整体安全性。 保护机制：隔离式AC/DC电源模块通常还配备有过压、过流、短路等多种保护机制，能够在异常情况下及时切断电源，防止设备损坏或引发安全事故。 电磁兼容性增强 减少电磁干扰：物联网系统中包含大量的电子设备和传感器，它们之间通过无线网络进行通信。隔离式AC/DC电源模块通过电气隔离和滤波等措施，能够减少电源模块本身产生的电磁干扰（EMI），降低对其他电子设备的干扰，提高系统的电磁兼容性。 增强信号质量：稳定的直流电源输出有助于改善物联网设备中信号处理器的工作环境，提高信号质量和传输效率，确保设备之间的无线通信更加稳定和可靠。 设备保护与维护便捷性 延长设备寿命：稳定的电力供应和电气隔离措施有助于保护物联网设备免受电网波动和电磁干扰的损害，从而延长设备的使用寿命。 便于维护：隔离式AC/DC电源模块通常采用模块化设计，便于安装、调试和维护。当电源模块出现故障时，可以迅速更换新的模块，降低维护成本和时间。 具体应用场景 工业自动化系统： 在工业自动化控制系统中，隔离式电源模块用于为传感器、执行器、PLC（可编程逻辑控制器）等提供稳定且隔离的电源。这有助于减少电气噪声和干扰，提高系统的稳定性和可靠性。 医疗设备： 医疗设备对电源的稳定性和安全性要求极高。隔离式电源模块能够确保医疗设备与患者之间的电气隔离，防止电流泄漏，从而保护患者的安全。同时，它还能减少电磁干扰，确保医疗设备的精确测量和诊断。 通信设备： 在通信系统中，隔离式电源模块被用于为基站、交换机、路由器等通信设备提供稳定、可靠的电源。它能够有效隔离电网中的噪声和干扰，保证通信信号的清晰和稳定传输。 仪器仪表： 精密仪器仪表对电源的质量要求很高。隔离式电源模块能够提供稳定、纯净的电源，减少电源波动和噪声对仪器测量结果的影响，提高测量的准确性和精度。 电力系统： 在电力系统中，隔离式电源模块可用于为电力监控设备、保护装置等提供隔离电源。这有助于减少电网中的电磁干扰和故障电流对设备的影响，提高电力系统的安全性和稳定性。 交通运输： 在交通运输领域，如铁路、地铁、航空航天等，隔离式电源模块被广泛应用于信号系统、控制系统和通信系统中。它们能够确保在恶劣的电气环境下，系统仍然能够稳定、可靠地运行。 安全敏感场合： 在一些对安全要求极高的场合，如石油、化工、煤矿等，隔离式电源模块能够防止电气火花引起的爆炸和火灾等危险情况，确保生产安全。 数据处理中心： 数据处理中心需要大量的服务器和存储设备，这些设备对电源的可靠性和稳定性要求很高。隔离式电源模块能够提供高质量的电源，确保数据处理中心的稳定运行和数据安全。 综上所述，物联网系统中使用隔离式AC/DC电源模块是出于电力转换高效性、系统安全性提升、电磁兼容性增强以及设备保护与维护便捷性等多方面的考虑。这些优势使得隔离式AC/DC电源模块成为物联网系统中不可或缺的重要组成部分。 本文会再为大家详解电源模块家族中的一员——隔离式AC/DC电源模块。 隔离式AC/DC电源模块的定义与原理 定义：隔离式电源模块通过电磁感应原理和电子元件实现电能的传递和隔离，确保输入端与输出端之间的电气隔离。 原理：该模块通常由输入端、输出端、隔离变压器、电子元件（如整流电路、滤波电路、稳压电路和开关电路）和保护电路等组成。输入端接收主电源的输入，经过滤波电路处理后，使用隔离变压器进行电能传递。隔离变压器通过磁耦合将输入端与输出端完全隔离开来，实现电气隔离。在电能传递过程中，输出端的电压、电流和频率可以通过变压器的变比进行调整。 隔离式AC/DC电源模块的组成部分 输入端：接收主电源的输入，经过滤波电路进行滤波和静电保护。 隔离变压器：作为核心部件，通过磁耦合将输入端与输出端完全隔离开来，实现电气隔离。 电子元件：包括整流电路、滤波电路、稳压电路和开关电路等，用于对电能进行转换和调节。 保护电路：主要包括过压保护、过流保护、过温保护和短路保护等功能，确保设备的安全和稳定运行。 隔离式AC/DC电源模块的优点 电气隔离：有效隔离输入端与输出端，防止电气干扰和噪声传播，提高系统的稳定性和可靠性。 安全性高：由于实现了电气隔离，降低了触电风险，提高了设备使用的安全性。 宽电压表现：能够在较宽的电压范围内正常工作，适应不同的供电环境。 隔离式AC/DC电源模块的缺点 成本较高：由于需要额外增加隔离变压器等元件，导致制造成本和材料成本上升。 体积较大：相比非隔离电源模块，隔离式电源模块的体积通常较大，限制了在一些对体积要求较高的场合的应用。 效率较低：在转换过程中，部分能量会被转化成热能散失，导致效率降低。 电气噪声较大：隔离变压器等元件可能产生磁场和电场干扰信号，导致系统的电气噪声较大。 隔离式AC/DC电源模块的选型参数 1、输入电压范围 定义：输入电压范围是指电源模块能够接受并稳定工作的电压区间。 重要性：选择合适的输入电压范围可以确保电源模块在不同供电环境下都能正常工作。 示例：常见的输入电压范围包括9~18VDC、18~36VDC、4.5~9VDC等，具体取决于模块规格和应用需求。 2、输出电压和电流 定义：输出电压和电流是电源模块提供给负载的电压和电流值。 重要性：这两个参数直接决定了电源模块的供电能力和适用性。 示例：输出电压可能包括5V、12V、24V、50V、100VDC等多种规格，而输出电流则根据模块功率和负载需求来确定。 3、功率 定义：功率是电源模块能够提供的总能量输出，通常以瓦特（W）为单位。 重要性：功率大小决定了电源模块能够驱动多大负载。 示例：常见的功率范围从几瓦到几百瓦不等，具体取决于应用需求。 4、隔离电压 定义：隔离电压是指电源模块输入端与输出端之间的电气隔离程度，通常以伏特（V）为单位。 重要性：隔离电压越高，电气隔离效果越好，安全性和可靠性也越高。 示例：常见的隔离电压包括1000VDC、1500VDC、3000VDC等，具体取决于应用的安全标准和要求。 5、工作温度和湿度 定义：工作温度和湿度是指电源模块能够正常工作的环境温度和湿度范围。 重要性：这些参数对于确保电源模块在不同环境条件下的稳定性和可靠性至关重要。 示例：工作温度范围可能包括-40℃~+85℃，而湿度则通常有一个上限值，如相对湿度不超过90%。 6、转换效率 定义：转换效率是指电源模块将输入电能转换为输出电能的比例。 重要性：高效率的电源模块能够减少能量损失和发热量，提高系统的整体效率。 示例：常见的转换效率可能高达80%或更高。 7、尺寸和封装形式 定义：尺寸和封装形式是指电源模块的物理尺寸和安装方式。 重要性：这些参数对于确保电源模块能够适配到特定的安装空间和布局中至关重要。 示例：常见的封装形式包括SIP（单列直插封装）、DIP（双列直插封装）等，尺寸则根据模块功率和设计需求来确定。 8、保护功能 定义：保护功能是指电源模块在异常情况下能够自动切断输出或采取其他措施保护自身和负载的能力。 重要性：这些功能能够提高电源模块的安全性和可靠性。 示例：常见的保护功能包括过压保护、过流保护、短路保护、过热保护等。 9、其他特殊参数 定义：除了上述常规参数外，还可能包括一些特殊参数，如输出电压调节范围、纹波和噪声水平、电磁兼容性（EMC）等。 重要性：这些参数对于满足特定应用需求和提高系统性能具有重要意义。 隔离式AC/DC电源模块的的厂商 国际知名厂商 VICOR 所属公司：怀格贸易(上海)有限公司 简介：美国Vicor Corporation旗下品牌，全球领先的电源模块技术公司，致力于模块化电源技术创新，拥有先进的配电架构、转换拓扑及封装技术，为电源系统设计人员提供高级、高性能模块化解决方案。其产品广泛应用于基础设施、工业及汽车应用等领域。 ARTESYN（雅特生科技） 所属公司：雅达电子有限公司 简介：成立于1971年美国，原艾默生网络能源，现隶属于先进能源工业公司，是电源转换与嵌入式计算技术领域的全球领导者。旗下拥有Astec、Artesyn两个品牌，其中低功率和模块化高功率AC-DC电源以卓越的性能、可靠性和成本效益闻名于世，被广泛应用于医疗、通信、计算、存储等多个领域。 SynQor 所属公司：美国SynQor公司 简介：全球领先的电源解决方案供应商，集电源转换模块、尖端电源系统等产品研发、生产、销售于一体。其产品以性能、品质和可靠性领先业界而闻名，广泛应用于军事、工业、轨道交通、商业航空电子设备等多个领域。 TDK-Lambda 所属公司：东电化兰达(中国)电子有限公司 简介：隶属于日本TDK集团，全球知名的工业电源解决方案和电源产品提供商。产品涵盖AC-DC电源、DC-DC开关电源、可编程电源等。在中国设有工厂，提供从研发、生产到销售和维护的全方位电源解决方案。 COSEL 所属公司：无锡科索电子有限公司 简介：日本极具规模的电源生产厂家，专业从事电源产品设计、开发、生产为一体的大型跨国企业。致力于AC-DC开关电源、DC-DC转换器和模块的专业制造，在中国无锡设有工厂，主要负责国内的产品销售及管理。 国内知名厂商 华为HUAWEI 所属公司：华为投资控股有限公司 简介：华为数字能源成立于2021年，前身为华为网络能源产品线，全球领先的数字能源产品与解决方案提供商。其嵌入式电源业务涵盖服务器电源、AC-DC模块、DC-DC模块等，以被集成的方式提供高效节能、低TCO的数字化和模组化供电解决方案。 金升阳Mornsun 所属公司：广州金升阳科技有限公司 简介：国内一站式电源解决方案提供商，集开关电源、板载式电源、行业专用电源等产品研发、生产、销售于一体。拥有强大的自主研发和知识产权优势，经销网络覆盖全球，其商标已在全球50多个国家与地区注册。 新雷能 所属公司：北京新雷能科技股份有限公司 简介：专业从事功率微模组、模块电源、定制电源、大功率电源及供配电电源系统研发、制造的国家高新技术企业。始终坚持“科技领先”的发展战略，现已累计获得各项知识产权200余项，其中发明专利超40项。 此外，还有如航天长峰朝阳电源有限公司、深圳市钲铭科电子有限公司、广州晟蚨贸易有限公司等国内厂商也在隔离式电源模块领域具有一定的市场份额和技术实力。 供应商A:爱浦电子 1、产品能力 （1）主推型号1:DA3-220S05G9D4 对应的产品详情介绍 DA3-220SXXG9D4系列-----是爱浦为客户提供的小体积，高效率模块电源。该系列电源具有全球输入电压范围、交直流两用、低纹波，低温升、低功耗、高效率、高可靠性、高安全隔离、EMC性能好等优点。EMC及安全规格满足国际EN55032、IEC/EN61000的标准。该系列产品在电力、工业、仪器仪表及智能家居等多个领域都有广泛的应用。当产品应用于电磁兼容比较恶劣的环境需参考我司给出的应用电路。 封装尺寸 硬件参考设计 核心料（哪些项目在用） 奇迹物联智能空开4G DTU 2、支撑 （1）技术产品 技术资料 100001_1811305284_DA3-220SXXG9D4系列技术手册（REV-A11 2024-04-29）.pdf （如有侵权，联系删除）

电动汽车充电需求不断增长 - 随着全球电气化和脱碳趋势的持续发展，电动汽车（EV）的需求预计也将以10%的复合年增长率（CAGR）增长。到2025年底，预计将有近5000万辆电动汽车上路，这将迫切需要更多的充电桩和更快的电动汽车充电速度。本文将向您介绍电动汽车充电的类型和常见拓扑，以及Wolfspeed提供的相关解决方案。 随着道路上电动汽车数量的增加，对其充电所需的电力需求也在呈指数级增长。据估计，到2030年，这些车辆将需要约230太瓦时（TWh，1 太瓦时 = 10 亿千瓦时）的能量来为这些车辆充电，而目前的需求量为11太瓦时。为了满足如此多的汽车和随之而来的电力需求，将需要近3000万个充电机。虽然大多数充电机将安装在个人住宅中，但还需要安装超过120万个公共充电机，才能为行驶中的电动汽车提供服务。 电动汽车的累计充电机需求 家用充电机通常使用常见的、现成的交流电源。另一方面，公共充电机旨在提供快速可靠的充电体验，就像为传统内燃机（ICE）车辆加油一样。这意味着公共快速充电机需要具有足够的电力传输能力（高达600kW），以便在15分钟内为电动汽车充满电，而这只能通过直流充电来实现。 充电类型 交流充电是典型的家庭中采用常规电源进行充电，该电源以交流电（AC）的形式提供，因此得名。这种充电需要电动汽车中的车载充电机（OBC）将交流电转换为直流电，这是使用交流电为电池充电所必需的做法。 1级交流 这是最基本的充电机，从电网接收120-240Vac（13-16A）电源，然后通过充电电缆将其提供给电动汽车。它是最慢的充电机类型，但也是最便携的，几乎可以在任何地方插入充电，大多数型号的额定功率通常最多为1kW。 1级交流充电机 2级交流 2级交流充电机仍然使用现成的120-240Vac电源，主要区别在于它的额定电流更高（32-40A）。这些交流充电机通常永久连接到家庭和公共场所的桩上，它们的额定功率通常高达11-22 kW。 2级交流充电机 直流充电 要减少电动汽车的充电时间，唯一的方法是采用直流充电。直流充电机绕过电动汽车中的车载充电机，直接向电动汽车的电池供电。 2级直流充电／2+级／直流充电盒 对于20-25kW左右的功率级别，常见的解决方案将被称为“2级”直流充电机，尽管没有官方正式的命名说法，这些充电机还是可以在住宅和商业场所找到。 与交流充电相比，其最大的区别是有一个额外的内置电源模块转换器，可以执行从交流到直流的整流（例如“AFE”-有源前端）。然后，该直流电流通过充电电缆馈入汽车为电池充电。根据功率器件的选择，它还可以提供双向充电功能。 2级直流充电机 3级直流快速充电（DCFC）／快充／超级充电机 3级直流充电机通常又称为直流快速充电机（DCFC）或超级充电机，这种类型充电机的功率水平可以轻松地从50kW到高达1MW之间变化。这些充电机由20、30、50、60kW甚至更高的多个功率块组成，以获得所需的功率水平。根据容量的不同，这些快速充电机可以在20分钟内为典型的电动汽车电池充电。 3级直流快速充电机 充电标准 就像我们有不同的充电机级别来区分功率级别一样，充电机所使用的连接器也有不同的标准。 充电机的连接器类型 常见的AC-DC拓扑 11kW）： 图腾柱／功率因子校正（PFC） NPC / ANPC – 中性点接触PFC／有源中性点PFC AFE – 有源前端PFC 维也纳整流器 T型PFC 常见DC/DC功率拓扑 将交流电源转换为400V-800V的典型直流母线电压后，我们现在可以将其转换为电动汽车电池充电所需的电压。下面介绍的各种DC/DC拓扑可以帮助实现这一目标： DAB - 双有源桥 PSFB – 相移全桥 LLC转换器 CLLC转换器 结语 在不断发展的电动汽车充电领域，人们大力推动更高功率和更高密度的解决方案，以减少与典型内燃机汽车相比的充电停机时间，这仍然是一个普遍的瓶颈。这导致越来越多地采用创新的多级拓扑来满足这些电力需求，要求电池在不运行的高峰需求期间支持电网，并要求拓扑支持双向充电。 来源：arrow/ Wolfspeed

首先，我们过一下AC（交流）和DC（直流）的概念。 何谓AC Alternating Current（交流）的首字母缩写。 AC是大小和极性（方向）随时间呈周期性变化的电流。 电流极性在1秒内的变化次数被称为频率，以Hz为单位表示。 何谓DC Direct Current（直流）的首字母缩写。 DC是极性（方向）不随时间变化的电流。 ①流动极性（方向）和大小皆不随时间变化的电流通常被称为DC。 ②流动极性不随时间变化，但大小随时间变化的电流也是DC， 通常被称为纹波电流 (Ripple current)。 一、AC/DC转换器 何谓AC/DC转换器？ AC/DC转换器是指将AC（交流电压）转换成DC（直流电压）的元件。 为什么需要AC/DC转换器？ 为什么需要AC/DC转换器？ 那是因为家庭住宅和楼房接收到的电压是100V或200V的AC电压。 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。 其中也有电机、灯泡等可以用交流电压驱动的产品，但电机与微控制器的控制电路连在一起，灯泡也变成节能LED，因此有必要进行ACDC转换。 为什么传输的是AC电压？ 可能有人会认为“既然电器使用的是DC，那为什么不一开始就传输DC？” 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。 全波整流和半波整流（AC/DC转换） 将AC（交流电压）转换为DC（直流电压）的整流方式有全波整流和半波整流。两种情况都利用了二极管的电流正向流通特性来进行整流。 全波整流是通过二极管桥式电路结构将输入电压的负电压成分转换为正电压后整流成直流电压（脉冲电压）。而半波整流是使用一个二极管来消除输入负电压成分后整流为直流电压（脉冲电压）。 之后，利用电容器的充电和放电功能来平滑波形，从而转换为纯净的直流电压。 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。 AC/DC转换方法 AC/DC转换有变压器方式和开关方式。 变压器方式 这是普通AC/DC转换器的变压器方式电路结构。 【变压器方式的电路结构示例】 下图显示了变压器方式电压波形的变化。 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。 【变压器方式的波形推移】 开关方式 这是普通AC/DC转换器的开关方式电路结构。 【开关方式的电路结构示例】 下图显示了开关方式电压波形的变化。 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。 【开关方式的波形推移】 在二次侧利用整流二极管对方波进行半波整流，之后用电容器对其进行平滑，并输出直流电压。 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。 反馈控制 何谓反馈控制？ 开关式AC/DC转换器通过确认实际输出的DC电压值，并根据该电压信息对开关元件进行控制，从而确保稳定实现规定的DC输出。这种确认该输出电压值以控制开关元件的机制叫做反馈控制（FB控制）。 【开关方式电路结构示例】 反馈控制的示意图 开关式AC/DC转换器通过二极管电桥对AC电压进行整流，再通过电容器实施平滑处理，将AC电压转换为DC电压。然后，通过开关元件对该DC电压进行斩波（ON/OFF）后，通过高频变压器降压后传递到2次侧，再利用电容器进行平滑处理，输出规定的DC电压（VDC）。 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。 【经过平滑处理的输出电压示意图】 实际输出电压值低于目标电压值时，则会对开关元件进行控制，使ON时间变长。这样，输出电压值就会上升。反之，高于目标电压值时，则控制ON时间变短。 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。 轻负载模式 何谓轻负载模式？ 提高使用较少输出电流时的效率的技术叫做轻负载模式。在DC/DC转换器等中也叫脉冲串模式。 轻负载模式示意图 开关式AC/DC及DC/DC转换器通过ON/OFF转换进行电压斩波和电容器平滑处理，以稳定提供目标输出电压值。 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。 【PWM方式和PFM方式】 根据状况区分使用PWM和PFM可进一步提高效率，如高负载（使用电流）时使用周期恒定的PWM控制，轻负载（不使用电流）时使用周期变化的PFM控制。 ■PWM （脉宽调制）：频率恒定，通过开关ON从输入电压中调取输出部分的控制方式。 ■PFM （脉冲频率调制）：通过固定ON时间、改变频率（改变OFF时间）来调取输出部分的方式。反之，也有固定OFF时间、改变ON时间的方式。 PWM和PFM PFM方式根据输出电流量改变频率，效率较高，但开关时会不定期发生噪音。这种频率无法确定的噪音很难消除，要解决噪音，采用频率恒定的PWM方式更容易操作。 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。 二、 DC/DC转换器 何谓DC/DC转换器？ DC/DC转换器是一种将DC（直流）转换为DC（直流）的元件，具体是指利用DC（直流）转换电压的元件。 IC等电子元件各自的工作电压范围不同，因此需要转换为相应的电压。 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"。 名称说明 DC/DC转换器是指将直流转换为直流的 装置的名称 。 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。 降低电压的电源装置 降压转换器、Buck转换器、Step‒down转换器 提高电压的电源装置 升压转换器、Boost转换器、Step‒up转换器 升降电压的电源装置 升降压转换器、Buck-Boost转换器 生成负电压的电源装置 负电压转换器、反转转换器、逆变转换器 为何需要DC/DC转换器？ 插入插座进行工作的电气产品需要使用将AC（交流）100V转换为DC（直流）的"AC/DC转换器"。 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。 通过DC/DC转换器实现电压稳定的装置被称为电压稳压器。 电源IC种类 电源IC大致分为线性稳压器和开关稳压器两种。 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）。 【电源IC种类】 线性稳压器和开关稳压器 通过DC/DC转换器实现电压稳定的装置被称为电压稳压器。 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。 线性稳压器 因工作时输入与输出的关系呈线型，故被称为"线性稳压器"。 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"。 通过控制元件降压，因此输入与输出的电压差（降压程度）越大损耗就越大，效率也越低。 因此适用于小功率的电源。 优点 缺点 电路简单 外接部件少 噪音小 效率低 发热大 仅降压型转换器 开关稳压器 接通开关元件（MOSFET），从输入端向输出端供电，直至输出电压达到所需电压。 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。 优点 缺点 效率高 发热小 可实现升压/降压/负电压的转换 外置部件多 设计困难 噪音大 线性稳压器的工作原理 一般的引脚构成 线性稳压器基本上由VIN （输入）、VO （输出）、GND （接地）三个引脚构成。 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。 内部电路 线性稳压器的内部电路概要如下图所示。 其工作原理与反相放大电路相同，误差放大器的非反相引脚（FB）电压与基准电压 (VREF) 相同，因此输出电压值（VO）由两个电阻（R1和R2）的阻值比决定。 Vo= x VREF 下图的输出晶体管为MOSFET，不过也有使用双极晶体管的产品。 线性稳压器的分类 按功能分类 线性稳压器按功能进行分类时，首先可分为正电压用和负电压用两种。 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。 【按功能分类】 其次，还可分为电压固定型和电压可变型两种。固定型由输入、输出、GND三个引脚构成，内置有输出电压设定用电阻。 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。 电压固定型和电压可变型之后还可分为标准型和LDO两种。 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？ 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。 压降 在线性稳压器的内部，从VIN到VO间加入了晶体管，使此晶体管稳定工作所需的输入输出间最低电位差称为压降。 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。 这样，为了使含有LDO的线性稳压器工作，设定了所需的最低输入电压值，此时(VO + 压降) 即为稳压器的最低工作电压值。 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。 来源：Rohm