AC-DC轉(zhuǎn)換器和離線開(kāi)關(guān)在現(xiàn)代電子設(shè)備中的作用

AC-DC轉(zhuǎn)換器(交流到直流轉(zhuǎn)換器)是一種電力電子設(shè)備，其主要功能是將交流電(AC)轉(zhuǎn)換為直流電(DC)。這種轉(zhuǎn)換在許多電子設(shè)備和系統(tǒng)中至關(guān)重要，因?yàn)榇蠖鄶?shù)現(xiàn)代電子元件和集成電路需要穩(wěn)定的直流電源才能正常工作。

AC-DC轉(zhuǎn)換器的基本原理是通過(guò)整流、濾波和穩(wěn)壓等步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)交流到直流的轉(zhuǎn)換。首先，交流電經(jīng)過(guò)整流電路，通常由二極管組成，將交流電的正半周和負(fù)半周分別轉(zhuǎn)換為單一方向的脈動(dòng)直流電。然后，濾波電路(通常包括電容和電感)用于平滑這個(gè)脈動(dòng)直流電，減少電壓波動(dòng)。最后，穩(wěn)壓電路確保輸出的直流電壓穩(wěn)定，不受輸入交流電壓波動(dòng)的影響。

離線開(kāi)關(guān)(Offline Switcher)是指一種特殊的AC-DC轉(zhuǎn)換器，它主要用于將市電(如家庭或辦公室中的交流電源)轉(zhuǎn)換為適合電子設(shè)備使用的直流電源。離線開(kāi)關(guān)通常采用開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，通過(guò)高頻開(kāi)關(guān)操作實(shí)現(xiàn)高效的電能轉(zhuǎn)換。與傳統(tǒng)的線性電源相比，開(kāi)關(guān)電源具有更高的效率和更小的體積，因此廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備，如計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、充電器等。

離線開(kāi)關(guān)的主要組成部分包括變壓器、開(kāi)關(guān)管、整流橋和控制電路。變壓器用于將輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為所需的直流電壓，開(kāi)關(guān)管則在控制電路的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行高頻開(kāi)關(guān)操作，實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)。整流橋負(fù)責(zé)將變壓器次級(jí)繞組輸出的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，最終提供給負(fù)載。

總的來(lái)說(shuō)，AC-DC轉(zhuǎn)換器和離線開(kāi)關(guān)在現(xiàn)代電子設(shè)備中扮演著至關(guān)重要的角色，它們不僅提供了穩(wěn)定的直流電源，還提高了電能轉(zhuǎn)換的效率和可靠性。

CS1615 和 CS1616 是高性能單級(jí)可調(diào)光離線 AC/DC 控制器。CS1615/16 是一種經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，可為可調(diào)光 LED 應(yīng)用提供無(wú)與倫比的單燈和并聯(lián)燈調(diào)光器兼容性性能。CS1615 專為 120 Vac 線電壓應(yīng)用而設(shè)計(jì)，CS1616 專為 230 Vac 線電壓應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)過(guò)程

單級(jí)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程可分為六個(gè)電路塊(圖 1)。交流線路電壓經(jīng)過(guò)整流后，通過(guò)一個(gè)電磁干擾 (EMI) 濾波器來(lái)抑制電路在電源線上產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾。然后通過(guò)雙模式反激/降壓-升壓轉(zhuǎn)換器將 EMI 的輸出轉(zhuǎn)換為所需的 DC 輸出。電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)包括柵極偏置、穩(wěn)態(tài)電源和有源鉗位支持電路。

CS1615/16 設(shè)計(jì)框圖

CS1616/16 可分別使用反激變壓器或降壓-升壓電感器配置為隔離或非隔離拓?fù)?。圖 1 說(shuō)明了雙模式反激拓?fù)?。CS1615/16 使用初級(jí)側(cè)控制來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流，從而無(wú)需光耦合器反饋。

CS1615/16 控制雙模式反激/降壓-升壓以滿足調(diào)光器模式下的調(diào)光器保持電流要求，并在無(wú)調(diào)光器模式下提供功率因數(shù)校正。圖 2 說(shuō)明了雙模降壓-升壓拓?fù)?。CS1615/16 通過(guò)控制峰值電流來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流，以確保每半個(gè)線周期實(shí)現(xiàn)目標(biāo)輸出功率充電。雙模式確保 平均輸入電流在調(diào)光器后面時(shí)大于所需的調(diào)光器保持電流，并在不在調(diào)光器后面時(shí)對(duì)線路電流進(jìn)行整形以提供功率因數(shù)校正。

雙模降壓升壓使用匝數(shù)比為 1 的變壓器進(jìn)行仿真。變壓器/電感器的退磁時(shí)間由 FBAUX 引腳使用輔助繞組檢測(cè)，并用作控制回路的輸入。

升降壓模型

反激式設(shè)計(jì)

圖 3 是初級(jí)和次級(jí)繞組電流和開(kāi)關(guān)周期的復(fù)合時(shí)序圖。反激式設(shè)計(jì)取決于了解流經(jīng)功率 FET Q4 的峰值電流 I_PK。

T1、T2、T3、TT時(shí)序圖

恒流I_IN(CC)由全亮電源所需的TRIAC保持電流I_hold或調(diào)光器電流I_fb中的較大者決定。大多數(shù)調(diào)光器可以提供 180C 的傳導(dǎo)，但有些調(diào)光器在 45?C 之前不會(huì)開(kāi)始傳導(dǎo)。

除初級(jí)電感 L_P 外，反激式設(shè)計(jì)滿足調(diào)光模式要求，初級(jí)電感 L_P 用于設(shè)置 PFC 模式下的所需頻率。PFC 模式頻率分布在產(chǎn)生 EMI 能量的線路峰值電壓處具有局部 值。頻率峰值對(duì)稱地位于相角點(diǎn) 25?C 和 155?C 處，并在 AC 線路過(guò)零附近下降到 值。通過(guò)將 PFC 模式中的頻率設(shè)置為低于 75 kHz 的線路電壓峰值，可以獲得 EMI 性能。

?調(diào)光離線 AC/DC 控制器?是一種電力電子設(shè)備，主要用于將交流電(AC)轉(zhuǎn)換為直流電(DC)，并且具備調(diào)光功能。這種控制器通常用于LED照明系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電壓或電流來(lái)控制LED燈的亮度，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)光效果。

工作原理

調(diào)光離線 AC/DC 控制器的工作原理主要包括以下幾個(gè)步驟：

?整流和濾波?：交流電通過(guò)整流電路轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電，然后通過(guò)濾波電路平滑處理，減少電壓波動(dòng)。

?調(diào)光控制?：通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電壓或電流，控制器可以控制LED燈的亮度。常見(jiàn)的調(diào)光方式包括PWM(脈寬調(diào)制)調(diào)光、模擬調(diào)光等。

?穩(wěn)壓輸出?：最后，通過(guò)穩(wěn)壓電路確保輸出的直流電壓穩(wěn)定，不受輸入交流電壓波動(dòng)的影響。

應(yīng)用場(chǎng)景

調(diào)光離線 AC/DC 控制器廣泛應(yīng)用于LED照明系統(tǒng)，如：

?商業(yè)照明?：在商場(chǎng)、辦公室等場(chǎng)所，通過(guò)調(diào)光控制器實(shí)現(xiàn)燈光亮度的調(diào)節(jié)，既節(jié)能又舒適。

?住宅區(qū)照明?：在家庭、酒店等場(chǎng)所，通過(guò)調(diào)光控制器實(shí)現(xiàn)燈光亮度的調(diào)節(jié)，提升居住和工作環(huán)境的質(zhì)量。

?工業(yè)照明?：在工廠、倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)所，通過(guò)調(diào)光控制器實(shí)現(xiàn)燈光亮度的調(diào)節(jié)，滿足不同工作需求。

典型產(chǎn)品

例如，NS LM3445是一種TRIAC調(diào)光兼容的自適應(yīng)離線AC/DC降壓恒流控制器，適用于LED調(diào)光，輸入電壓范圍從80VAC到270VAC，控制LED電流大于1A，可調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率，具有較高的效率和良好的調(diào)光性能?1。