非磁性AC / DC电源的详细分析值得学习

在当今高度发达的社会中，各种各样的电子产品是分不开的，各种各样的电源，例如非磁性AC / DC电源，那么您知道什么是非磁性AC / DC电源吗？ ？创建工业电源时，最常见的挑战之一是将交流电压电源转换为直流电压电源。从给手机充电到为微波炉中的微控​​制器供电，几乎所有应用都需要将AC电压更改为DC电压。
一般而言，这种转换是通过使用变压器和整流器进行的，如图1所示。在该电路中，电压通过变压器降低（是变压器一次绕组和二次绕组之比的两倍）。
当使用由二极管组成的整流器电路测量交流信号的电压或将交流信号转换为直流信号时，其线性和精度都不理想。该电路使用由运算放大器构成的绝对值电路。
因为通过均化电容器将其转换为输入信号的平均值，所以输入电压非常小，并且可以获得高精度。正弦波电压的测量可以用其平均值表示，但是当用平均值测量脉冲波形时，很难测量其有效值。
磁性解决方案有几个缺点。您可能知道变压器通过将磁通量转换为电流来工作。
由于这种转换，变压器会产生大量的电磁干扰（EMI）。变压器的输出电压也非常嘈杂，需要一个大电容来滤除噪声。
对于低功率应用，可以使用更简单，更具成本效益的方法来消除磁性组件。就像两个电阻形成分压器一样，您可以使用电容器来产生AC阻抗（电抗），从而在电压到达电源之前降低其电压。
此配置通常称为电容性电压降解决方案。使用OP放大器的整流器电路或绝对值电路来测量非常低的信号。
二极管的正向压降可以忽略，并且温度特性也非常好。但是，由于其工作原理是使用OP放大器来打开环境，因此增益非常大。
特性，因此，当频率增加时，环路增益将降低，从而使整流性能变差。当未连接负载时，基本的电容器压降解决方案需要一个齐纳二极管来吸收应用所需的电流。
需要这个齐纳二极管，因此线性稳压器（LDO）的输入电压不会超过绝对最大额定值。电容性压降拓扑的一个缺点是效率不高，因为电阻和LDO的热量会耗散大量功率。
即使不对LDO进行稳压，由于齐纳二极管消耗的能量，效率仍然不理想。当不需要将绝对值输出转换为DC时，将存在波形合成问题，因为标准绝对值电路将半波整流器电路的输出与输入波形相加，并且OP放大器具有相位滞后，并且两者之间存在相位差，波形合成无法很好地进行。
为了提高系统效率，您需要优化三个​​主要组件：电涌电阻，齐纳二极管和LDO压降。公式1显示了如何计算图2所示的基本电容式压降解决方案的效率。
由于电容式压降解决方案是工业应用（例如电子计量和工厂自动化）中的常见电源配置，因此德州仪器（TI）开发了一个组件优化电容性压降架构的效率和解决方案尺寸。 TPS7A78集成了实现电容性压降电路所需的许多分立组件，例如有源桥式整流器。
TPS7A78专为使用电容性压降电路而设计，该电路可以集成多种功能并提高整体系统效率。例如，TPS7A78集成了一个开关电容器级，可以将输入电压降低四倍，从而以相同的速率降低输入电流，并有助于使用更小的电容器压降电容器。
此功能可以实现较小的解决方案尺寸，降低系统成本并减少待机功耗。可以采取以下措施来改善：使用高速OP放大器来减少相位滞后；以及在输入信号通道上增加电容器或低通滤波器以对齐相位。
为了了解在电容器压降和线性稳压器上使用TPS7A78的效率，我们可以将图2所示的传统解决方案与图2所示的TPS7A78解决方案进行比较。