AC-DC转换器和离线开关在现代电子设备中的作用

[导读]这种转换在许多电子设备和系统中至关重要，因为大多数现代电子元件和集成电路需要稳定的直流电源才能正常工作。

AC-DC转换器(交流到直流转换器)是一种电力电子设备，其主要功能是将交流电(AC)转换为直流电(DC)。这种转换在许多电子设备和系统中至关重要，因为大多数现代电子元件和集成电路需要稳定的直流电源才能正常工作。

AC-DC转换器的基本原理是通过整流、滤波和稳压等步骤来实现交流到直流的转换。首先，交流电经过整流电路，通常由二极管组成，将交流电的正半周和负半周分别转换为单一方向的脉动直流电。然后，滤波电路(通常包括电容和电感)用于平滑这个脉动直流电，减少电压波动。最后，稳压电路确保输出的直流电压稳定，不受输入交流电压波动的影响。

离线开关(Offline Switcher)是指一种特殊的AC-DC转换器，它主要用于将市电(如家庭或办公室中的交流电源)转换为适合电子设备使用的直流电源。离线开关通常采用开关电源技术，通过高频开关操作实现高效的电能转换。与传统的线性电源相比，开关电源具有更高的效率和更小的体积，因此广泛应用于各种电子设备，如计算机、电视机、充电器等。

离线开关的主要组成部分包括变压器、开关管、整流桥和控制电路。变压器用于将输入的交流电压转换为所需的直流电压，开关管则在控制电路的驱动下进行高频开关操作，实现电能的转换和调节。整流桥负责将变压器次级绕组输出的交流电压转换为直流电压，最终提供给负载。

总的来说，AC-DC转换器和离线开关在现代电子设备中扮演着至关重要的角色，它们不仅提供了稳定的直流电源，还提高了电能转换的效率和可靠性。

CS1615 和 CS1616 是高性能单级可调光离线 AC/DC 控制器。CS1615/16 是一种经济高效的解决方案，可为可调光 LED 应用提供无与伦比的单灯和并联灯调光器兼容性性能。CS1615 专为 120 Vac 线电压应用而设计，CS1616 专为 230 Vac 线电压应用而设计。

设计过程

单级电源转换器系统的设计过程可分为六个电路块(图 1)。交流线路电压经过整流后，通过一个电磁干扰 (EMI) 滤波器来抑制电路在电源线上产生的传导干扰。然后通过双模式反激/降压-升压转换器将 EMI 的输出转换为所需的 DC 输出。电源转换器系统包括栅极偏置、稳态电源和有源钳位支持电路。

CS1615/16 设计框图

CS1616/16 可分别使用反激变压器或降压-升压电感器配置为隔离或非隔离拓扑。图 1 说明了双模式反激拓扑。CS1615/16 使用初级侧控制来调节输出电流，从而无需光耦合器反馈。

CS1615/16 控制双模式反激/降压-升压以满足调光器模式下的调光器保持电流要求，并在无调光器模式下提供功率因数校正。图 2 说明了双模降压-升压拓扑。CS1615/16 通过控制峰值电流来调节输出电流，以确保每半个线周期实现目标输出功率充电。双模式确保平均输入电流在调光器后面时大于所需的调光器保持电流，并在不在调光器后面时对线路电流进行整形以提供功率因数校正。

双模降压升压使用匝数比为 1 的变压器进行仿真。变压器/电感器的退磁时间由 FBAUX 引脚使用辅助绕组检测，并用作控制回路的输入。

升降压模型

反激式设计

图 3 是初级和次级绕组电流和开关周期的复合时序图。反激式设计取决于了解流经功率 FET Q4 的峰值电流 I_PK。

T1、T2、T3、TT时序图

恒流I_IN(CC)由全亮电源所需的TRIAC保持电流I_hold或调光器电流I_fb中的较大者决定。大多数调光器可以提供 180C 的传导，但有些调光器在 45?C 之前不会开始传导。

除初级电感 L_P 外，反激式设计满足调光模式要求，初级电感 L_P 用于设置 PFC 模式下的所需频率。PFC 模式频率分布在产生 EMI 能量的线路峰值电压处具有局部值。频率峰值对称地位于相角点 25?C 和 155?C 处，并在 AC 线路过零附近下降到值。通过将 PFC 模式中的频率设置为低于 75 kHz 的线路电压峰值，可以获得 EMI 性能。

‌调光离线 AC/DC 控制器‌是一种电力电子设备，主要用于将交流电(AC)转换为直流电(DC)，并且具备调光功能。这种控制器通常用于LED照明系统，通过调节输入电压或电流来控制LED灯的亮度，从而实现调光效果。

工作原理

调光离线 AC/DC 控制器的工作原理主要包括以下几个步骤：

‌整流和滤波‌：交流电通过整流电路转换为脉动直流电，然后通过滤波电路平滑处理，减少电压波动。

‌调光控制‌：通过调节输入电压或电流，控制器可以控制LED灯的亮度。常见的调光方式包括PWM(脉宽调制)调光、模拟调光等。

‌稳压输出‌：最后，通过稳压电路确保输出的直流电压稳定，不受输入交流电压波动的影响。

应用场景

调光离线 AC/DC 控制器广泛应用于LED照明系统，如：

‌商业照明‌：在商场、办公室等场所，通过调光控制器实现灯光亮度的调节，既节能又舒适。

‌住宅区照明‌：在家庭、酒店等场所，通过调光控制器实现灯光亮度的调节，提升居住和工作环境的质量。

‌工业照明‌：在工厂、仓库等场所，通过调光控制器实现灯光亮度的调节，满足不同工作需求。

典型产品