AC/DC转换器提高电源效率

所述AC / DC转换器的目标的输入AC信号转换成可变DC电压，然后优化它通过过滤器，以获得未经调节的DC电压。AC/DC 转换器主要用于消费类设备、医疗设备、工业和过程控制系统、测量设备、半导体制造设备和国防应用。 

例如，在智能家居中，电源设备实现了高效的 AC/DC 转换硬件，目的是减少能量损失并实现显着的成本节约。智能家居和智能办公室需要具有许多节点、执行器和低功耗“始终开启”传感器的网状控制系统。 

AC/DC 转换器的开发和选择可能成为一个真正的挑战。然而，该行业提供了越来越多的集成了创新功能并缩短了开发时间的集成电路。 

选择 AC/DC 设备

AC/DC 控制器的选择与几个因素有关。拓扑、控制算法和性能只是一些关键方面。 

保护功能也是电力系统中必不可少的安全和可靠性方面。有几种类型的保护，包括与输入（过压和输入压降）、输出（过载、短路、反向电压和过压）和温度（过热和环境温升）相关的保护。通常，为了满足特定要求，高度集成的解决方案通常比分立元件提供更高的性能和更低的功耗。 

AC/DC 转换器通常需要良好的开关才能获得高能效。这可以通过碳化硅 (SiC) 等创新工艺和技术来实现。 

每个设备总是受到可变性的影响，但一个设计良好的系统必须为这些裕度提供稳健性。高度集成的 AC/DC 转换器的使用降低了设计误差的可变性，并允许稳健性和参数容差。 

解决方案

一个例子是 RECOM Power GmbH 的低功率 AC/DC 产品组合的最新成员，即用于家庭和 ITE 应用的 RAC04-K/277 模块。提供 4kV 绝缘和 –40°C 至 90°C 的工作温度，使其适用于各种工作条件。这些模块提供高达 150% 的峰值负载能力，可满足动态功率要求。此外，这些模块提供 80 VAC 至 305 VAC 的输入电压范围，可满足所有地域要求。 

RAC04-K/277 AC/DC 模块还为浮动输出提供增强的 II 类隔离额定值，并且无需外部组件即可满足 B 类排放标准的宽裕裕度，这使得它们易于安装（图 1）。

图 1：RECOM RAC04-K/277 系列（图片：RECOM）

ROHM Semiconductor 的 BM2SCQ12xT-LBZ 系列 AC/DC 转换器针对工业应用进行了优化，包括用于大功率设备的逆变器。该系列集成了一个 1,700-V SiC MOSFET，与现有的硅功率器件相比，具有更高的能效、小型化和更高的电压容量。低压 SiC MOSFET 和 IGBT 的使用限制了辅助电源的节能量。 

该系列解决了设计人员在使用分立解决方案时遇到的许多问题，从而促进了 AC/DC 转换器的高效设计。由于集成了 SiC MOSFET 和优化的控制电路，与传统设计相比，这些器件减少了所需的部件数量（从 12 个部件加上散热器到单个 IC）。 

该设备将能效提高了 5%（并降低了 28% 的功率损耗）。这些特性导致工业应用中尺寸的大幅减小、可靠性的提高和卓越的节能效果。

Infineon Technologies AG 的最新一代 AC/DC CoolSET 集成功率级通过在 DIP-Package 7 和DSO-12 中集成其最新的 CoolMOS P7 700-V 和 800-V 超级结 MOSFET 系列而成为可能。 

准谐振 CoolSET 系列集成智能数字算法，允许脉宽调制 (PWM) 控制器优化不同交流线路输入工作条件下的开关频率变化。该系列适用于开关电源 (SMPS) 应用，例如家用电器（如洗衣机、冰箱和空调）、机顶盒、LCD/LED 显示器、电信/服务器的辅助电源、以及最大输出功率高达 43W 的通用电源。 

Power Integrations 基于氮化镓 (GaN) 的 AC/DC 转换器在满载时可提供高达 95% 的效率。所有三款器件——InnoSwitch3-CP、InnoSwitch3-EP 和 InnoSwitch3-Pro——将初级、次级和反馈电路结合到一个表面贴装封装中。InnoSwitch3-CP 和 -EP 变体是硬件可配置的，而 InnoSwitch3-Pro 具有用于软件设定点控制、异常处理和安全模式的数字接口（图2）。
 

图 2：Power Integrations 的 InnoSwitch3-Pro 的典型应用电路（图片：Power Integrations）

审核编辑：刘清