AC/DC电源转换技术的核心三步骤：整流、PFC与隔离-感算商城

AC/DC电源转换技术的核心三步骤：整流、PFC与隔离

来源：21ic电子网

发布时间：2026-09-23

电源的主要功能是将交流电（AC）转换为负载设备所需的直流电（DC）。目前主流的电源设计为“开关电源”，它通过高频处理极大减小了变压器体积并提高了功率密度，取代了传统的线性电源。开关电源从输入到输出的过程（如下图所示）主要分为以下三个关键阶段：

整流（AC 转 DC）

整流的目的是消除交流电的负半周，将其转变为单向流动的电流。

图1

图2

图3

有源整流：相比传统的二极管整流，有源整流利用MOSFET或BJT等受控开关（图4）代替二极管。由于晶体管导通电阻极小，它能显著降低导通损耗并实现更灵活的控制，但会增加电路设计复杂度与成本。

图4

功率因数校正（PFC）

电容平滑滤波会导致电流在极短时间内流入电容，产生高频谐波尖峰（图5），这会污染电网并影响其他用电设备。PFC电路的作用就是通过滤除谐波，使电流波形尽可能跟随电压波形。

图5

隔离

由于输入整流后的电压（无PFC时约为320V，有PFC时约为400V）极高，且直接与电网连接存在触电风险，必须通过磁隔离技术实现电压变换与电气隔离。

常用的隔离拓扑有两种（图6）：

图6

反激变换器（Flyback）：一种隔离型的Buck-Boost结构，优点是电路结构简单、元件少，适用于100W以下的低功耗应用。但因其采用“硬开关”模式，晶体管在开关瞬间损耗大，效率受限。
LLC谐振变换器：通过LC谐振回路实现“零电流开关”或“软开关”（图7）。这种方式极大地减小了开关损耗和电磁干扰，是高功率应用的首选方案。