AC DC コンバータ は、AC から DC への変換プロセスを必要とする電子機器に電力を供給します。このデバイスのさまざまなアプリケーションは、近くのDCの壁のコンセントにアクセスできない場合に有益であることが証明される可能性があります。 しかし、この技術を理解することは、その複雑な性質のために混乱し、圧倒的なことができます。この詳細な記事では、これらのデバイスが何を達成し、どのように動作するかについて詳しく説明します。WellPCBでは、AC-DCコンバータの理想的なアプリケーションに関する情報をお知らせします。したがって、これらのコンバータがどのように機能し、どのように安全に利用するかを理解できます。 ここで提供されるすべては、正しいトラックにあなたを置きますので、読み続けます!
1.AC DC コンバータとは何ですか?
AC-DC 電子電源装置は、電源から AC 電圧を引き出し、バッテリ駆動デバイス用の DC 出力電圧に変換します。さらに、この装置は低電圧の値を転換し、ACまたはDCの出力電圧を必要とする日常の電子工学にとって理想的である。各コンバータは異なるデザインを含んでいますが、通常は単一または複数の変圧器、フィルタ、整流器が付属しています。さらに、一部のAC-DCコンバータはアクティブモード効率を備えており、消費エネルギーが少なくなります。
(DC 電源アダプタ)
DC 電源アダプタと混同しないようにすることが重要です。これは、DC 電源が回路基板などのデバイスに一定の電流を供給するたです。めAC をボル
ト DC に変換しません。エンジニアは通常、DC 電源アダプタをテスト目的に使用します。DC-DC 電源も、バッテリから電力を引き出して別の電圧レベルに変換するため、これらとは異なります。
一般的に、現在市販されている線形およびスイッチングの2種類のAC-DCコンバータが存在することを発見するでしょう。リニア、手頃な価格でシンプルなソリューションは、熱として余分なエネルギーを失い、高温でうまく機能できないアプリケーションの問題を作成します。より複雑なデバイスであるスイッチング電源は、フルオンとフルオフの切り替え機能により、エネルギー損失を低減します。また、データセンター、ネットワーク、およびサーバー アプリケーションの電力密度も高くなります。
軽量、効率的、および小さいながら、これらの機能は、抑制することなく電気的なノイズを生成します。単純な設計は、力率を制限することもできます。このため、力率補正器はその問題を解決するのに役立ちます。
(電源の切り替え、フルオンからフルオフに切り替える複雑なデバイス)
2.AC DC コンバータの動作
内蔵トランスはAC電圧を交互に行い、電圧レベルを下げる/ブーストして、接続されたデバイスへのDC電源機能を向上させます。整流と呼ばれる変換プロセスでは、負荷端の接続で整流器を使用し、AC 電源を DC 電源に変換します。最後に、フィルタはAC電源波のノイズを取り消し、DC電源回路のエネルギーを滑らかにします。
通常、回路は異なる形式を取りますが、必要な部分が含まれています。さらに、1 つ以上の変換ステージを提供します。
また、ヒートシンクが効率的に冷却できない場合は、冷却ファンが含まれる場合もあります。ただし、ファンによってはスペースを取るので、理想的なサイズを選択する必要があります。冷却ファンを使用して、すぐに回転すると、放熱に対する影響が向上します。
3.AC-DCコンバータアプリケーション
(充電器にはAC-DCコンバータが含まれています)
基本的に、これらのデバイスは、さまざまなアプリケーションで既存の電子機器の電圧DCにACを変換します。外部アダプターと内部アダプターを含むさまざまな形式で提供されます。内部アダプタは、ブルーレイプレーヤー、医療機器(650W AC-DC電源)などの電子機器で構成されています。一方、外部アダプタはラップトップなどのデバイスで構成されています。
(テレビや携帯電話にはAC-DCコンバータが付いています)
その他の用途例としては、給湯器、ファン、真空、テレビ、携帯電話、充電器などが挙げられます。 さらに、軍用・通信機器、産業機械(250W AC-DC電源)、DCモーター付きキッチン家電はAC-DC電源を活用しています。
また、これらのデバイスは、過電圧、過電流、および短絡保護を備えており、デバイスを安全に保ちます。
DC パワーコンバータは、振幅変調無線信号検出機能も提供します。
AC DC コンバータ
(ラップトップ用のAC-DCコンバータ)
4.AC DC コンバータを設計する方法
(変圧器と電子部品を備えたAC-DCコンバータ回路基板)
始める前に、AC電圧出力が多くの危険をもたらすことを考慮する必要があります。したがって、AC-DCコンバータを細心の注意を払って構築し、時間をかけなければなりません。各露出したワイヤの位置を確認し、隔離された作業領域が安全であることを確認する必要があります。DC コンバータを接続する前に、接続を再確認します。それ以外の場合は、あなたとデバイスに害を与えます。
この DC 電源アダプタを設計するには、次のパーツが必要です。
変流器
ダイオード5x
コンデンサ4x
78XX電圧レギュレータ1x
ワイヤ
ヒートシンク
(ヒートシンク放射)
必要なツール:
はんだレスブレッドボード
はんだ付け鉄とはんだ
プリント基板
ワイヤーカッター
(プリント基板)
まず、AC電源ケーブルをプライマリ巻き側に接続する必要があります。次に、ブリッジ整流器の 2 次巻側をクリックします。マルチメーターは、電源ケーブルを接続する際に、セカンダリピンの出力電圧を確認するのに役立ちます。
(ステップアップとステップダウン変圧器)
12-24VAC の評価を持っていることを確認する必要があります。ただし、220VAC のメインには 10:1 のステップダウン変圧器が必要です。回路の消費電力に注意してください。 取り付けられたヒートシンクは、電圧レギュレータが電源1Aの電源を供給するのを助けます。
(変換プロセスを示す図で、修正とも呼ばれます。
4.1 AC-DCコンバータコンポーネント
入力フィルタリングブロック – 入力フィルタブロックはスイッチングコンポーネントの電気ノイズを抑制し、電源に影響を与えないようにします。また、この部品はノイズが回路を貫通するのを防ぎます。
(ダイオードブリッジ整流器)
整流 – AC-DCコンバータは整流を受け、整流器を利用してACをDCに変換します。
(動力率補正)
力率補正(PFC) – 力率補正により、AC-DCコンバータの効率が向上します。電流とAC回路の反応力成分を低減します。一部の力率補正器は連続伝導モードと不連続伝導モードをサポートします。
パワーステージ – パワーステージは、変圧器を介してメイン側から二次側までのエネルギーを調整します。スイッチと高周波で遷移する出力フィルタが付属しています。
トランス – トランスは、接続を形成する電磁誘導で基礎の周りに巻かれたワイヤーが含まれています。したがって、この機能のメリットは、高電圧接続です。
出力回路 – 出力回路は、各コンポーネントのエネルギー貯蔵プラットフォームとして機能します。バランスの取れた出力電圧レベルを提供するために、各部品に送達されるエネルギーはフィードバック制御ループを通ります。
レギュレーション:レギュレーションは、フィードバック制御回路を介して各スイッチに一定の出力電圧を供給し、再充電された電源を確保します。したがって、ハードオンまたはハードオフにボタンを設定すると、より効率的になります。
電圧制御モード– レギュレーション回路は出力電圧を検出し、特定の電圧と比較します。エラーが発生した場合、電圧レベルの調整が行われます。
電流制御モード – 電流制御モード、電圧制御モードの変更バージョンは、回路のインダクタ電流を検出します。検出はMOSFETのハイサイド抵抗から発生します。また、電圧制御モードに比べて、より迅速な変化検出ソリューションを提供します。
コンバータータイプ – フライバックとバックフライバック、最も一般的なコンバーターの種類は、コンポーネントの数が少なくてすみます。さらに、これらの安価なトポロジは変圧器を結合する。
5.AC-DC コンバータの安全ガイドライン
コンバータを使用する前に、安全を確保するために特別な注意を払う必要があります。有益なステップをいくつか説明しました。
ヒートシンクやケースに接触すると、火傷のリスクが高まるので、これらの部分に触れないようにしてください。
入力端子や内部コンポーネントには触れないでください。感電や火傷を引き起こしかかることがあります。
AC-DCコンバータを実行している間は、手と顔を安全な距離に保つようにしてください。そうしないと、デバイスが故障した場合に怪我をする可能性があります。
コンバータの入力にスローブローヒューズを取り付けると、動作中も安全に保ちます。
結論：
AC-DCコンバータは、日常のエレクトロニクスに非常に便利です。デバイスが正しい電源タイプを受け取ることを安心させます。さらに、部品の数が複雑に見えても、変換プロセスを安全かつ効率的にします。このトピックに関するかなりの知識を得たので、始める準備ができているはずです!AC-DCコンバータに関するご質問は、お気軽にお問い合わせください。
