一文读懂AC/DC与DC/DC电源-电子发烧友网

我们生活在一个交流电（AC）与直流电（DC）共存的世界。墙上的插座提供的是交流电（AC），而我们的手机、电脑、芯片“大脑”需要的却是直流电（DC）。如何让它们和谐共处，稳定工作？这就要靠我们今天的主角——AC/DC电源和DC/DC电源。简单来说，它们是电力世界的“翻译官”和“变速器”，一个负责“转换语言”，一个负责“调整电压”。

一、AC/DC电源

作用核心：将交流电（AC）转换成直流电（DC）。

1.为什么需要“翻译”？

我们国家的电网是220V/50Hz的交流电。但几乎所有的电子设备内部的芯片、处理器等都只能在方向稳定、电压平稳的直流电下工作。直接插入交流电，它们会瞬间“烧毁”。因此，AC/DC电源的首要任务就是“整流”和“滤波”。

2.核心原理剖析：四步“翻译”过程

一个现代开关电源通常经历以下精妙的过程：

步骤一：整流（交流变脉动直流）

·执行者：整流桥（由四个二极管组成）

·工作：利用二极管的单向导电性，将正负交替的正弦波交流电，“裁剪”成方向单一但剧烈脉动的直流电。这就像让双向行驶的车道变成了单向车道，但车流仍是断断续续的。

步骤二：滤波（初步“熨平”）

·执行者：大容量电解电容

·工作：电容像一个“蓄水池”，在电压的波峰时储存电荷，在波谷时释放电荷，从而将脉动的直流电初步“熨平”，得到一个带有少量波纹的直流电。

步骤三：高频开关与降压（核心转换）

·执行者：开关管（如MOSFET）、PWM控制器、高频变压器

·工作：这是现代开关电源高效的关键。开关管在PWM的控制下，以数万到数十万次每秒的频率高速导通和关断，将初步滤波后的直流电“切碎”成高频方波。这个高频方波通过一个体积很小的高频变压器，实现电压降低和高压侧与低压侧的电气隔离，极大地保障了安全。

步骤四：输出整流与滤波（得到纯净直流）

·执行者：肖特基二极管、电感、电容

·工作：变压器输出的低压高频交流电，经过肖特基二极管进行第二次整流，再经过LC滤波器（电感阻碍电流变化，电容进一步平滑电压）进行精细滤波，最终输出设备所需的纯净、稳定的直流电。

3.进阶知识：不只是转换，更要“纯净”与“安规”

一个优质的AC/DC电源，绝不仅仅是完成交直流转换。它还必须关注：

EMC（电磁兼容性）：电源自身高速开关会产生强烈的电磁噪声（EMI）。这就需要加入共模电感、X电容、Y电容等构成复杂的EMC滤波电路，抑制噪声，防止干扰其他设备并顺利通过法规认证。

安规与隔离：变压器初、次级之间必须保持足够的安规距离（爬电距离与电气间隙），使用安规认证的电容（如Y电容），以保障用户绝对安全。

4.海凌科AC/DC电源解决方案

深耕电源领域十余载，海凌科深谙高性能AC/DC电源的设计之道。我们的AC/DC电源模块覆盖了从几瓦到上百瓦的宽功率范围，广泛应用于智能家居、工业控制、通信设备等领域。

例如：

针对小家电、智能插座等应用，我们有5W C系列等经典小体积模块，内置完善的EMI滤波电路，提供稳定可靠的3.3V~24V输出。

对于更大功率的工业设备、显示器等，我们提供功率更大、效率更高（最高90%以上）、内置完备EMC电路和安规设计的电源方案，确保设备稳定、安全运行并通过相关认证。

二、DC/DC电源

作用核心：将一种直流电压，转换成另一种直流电压。

1. 为什么需要“变速”？

设备内部不同芯片需要不同的“工作餐”：

处理器核心可能需要 1.2V

内存需要 1.35V

通用IO口需要 3.3V

而电源通常只提供一个固定电压，如电池的 3.7V 或适配器的 12V。DC/DC电源就负责在设备内部进行精细的“电压分配”。

2. 核心原理剖析：“开关”与“储能”的艺术

DC/DC转换器主要通过“开关”和“储能”来实现电压转换。其核心三元件是：开关管、电感、电容。

Buck（降压）电路原理：高电压→低电压

·开关导通：开关管闭合，输入电压通过开关、电感向负载供电，同时电感储存磁能，电流增大。

·开关关断：开关管断开，由于电感电流不能突变，它会产生感应电动势，通过续流二极管形成回路，继续向负载释放能量。

·滤波：输出电容在期间进行充放电，进一步平滑电压。

·关键：通过控制开关导通与关断的时间比例（占空比），即可精确控制平均输出电压。占空比越小，输出电压越低。

Boost（升压）电路原理：低电压 → 高电压

·开关导通：开关管闭合，输入电压对电感充电，电感储存大量磁能，此时由输出电容向负载供电。

·开关关断：开关管断开，输入电压和电感释放的感应电动势叠加，共同通过二极管向负载和输出电容供电，从而产生高于输入电压的输出。

·关键：电感储存的能量在关断时与输入电压串联，从而实现升压。

3. 进阶知识：效率、纹波与动态响应

DC/DC电源的性能直接决定整个系统的稳定性和能效。

·转换效率：尤其是电池供电设备，高效率（如95%以上）意味着更长的续航。海凌科的DC/DC方案采用低损耗磁性元件，致力于最大化效率。

·输出纹波：开关过程必然产生纹波。干净的输出电压对敏感电路至关重要。我们的设计通过优化PCB布局、选用低ESR电容和高性能电感，有效抑制纹波噪声。

·动态响应：当CPU从待机切换到满载时，负载电流剧烈变化。优秀的DC/DC电源能通过其反馈环路迅速调整占空比，保持电压稳定，防止系统重启或宕机。

4. 海凌科DC/DC电源产品矩阵

海凌科已形成完善的产品矩阵，以满足全球客户多样化的需求。我们的产品线规划科学，覆盖了从1W至75W的宽范围功率，并提供定压及宽电压输出选择，封装形式多样，满足您从消费级到工业级的不同需求。我们的DC/DC电源模块均采用高品质元器件和严谨的工程设计，确保在效率、纹波、隔离耐压等关键指标上表现优异，为您的产品提供稳定、洁净的“能量血液”。

三、总结与对比

主要核心对比：